Fizjoexpert Futuro

Klasa pary kinematycznej określa ilość brakujących (do pełnych sześciu) stopni swobody. W ludzkim ciele obecne są jedynie pary obrotowe. Stawy są połączeniem III, IV lub V klasy.

 

Łańcuchy biokinematyczne

Na wstępie warto poznać kilka podstawowych pojęć związanych z biomechaniką. Parę biokinematyczną tworzą sztywne człony (kości) oraz łączące je stawy. Natomiast stopniem swobody nazywa się niezależny ruch w stawie, a liczbą stopni swobody ogólną liczbę niezależnych, względnych ruchów ciała sztywnego.

Łańcuchy biokinematyczne to spójne zespoły członów połączonych w pary biokinematyczne. Taki łańcuch może być otwarty lub zamknięty. O otwartym mówimy wówczas, gdy ostatnie ogniwo jest wolne, natomiast zamknięty to taki, w którym ostatnie ogniwo jest ustalone, np. połączenie żeber z mostkiem i kręgosłupem.

Czym jest klasa pary kinematycznej?

Pary kinematyczne dzieli się na klasy, w zależności od dobranych stopni swobody, czyli ilości więzów, a także w zależności od tego, jakiego rodzaju ruchy są przez nią dopuszczane lub ograniczane.

Ciało sztywne, wolne od więzów, posiada 6 stopni swobody, ponieważ może wykonać 3 ruchy obrotowe wokół osi oraz 3 ruchy postępowe wzdłuż nich. Para kinematyczna nie może posiadać więcej niż 5 stopni swobody.

Gdy ruch względny członów jest mniejszy niż 5 stopni lub 1-3 mm, wówczas takie połączenie należy traktować jako luzy, a nie parę kinematyczną. Podsumowując, klasę pary kinematycznej określa liczba będąca różnicą między maksymalną liczbą stopni swobody członu (6), a liczbą stopni swobody danego połączenia.

Jak wspomniano we wstępie, stawy człowieka mogą być połączeniem III, IV bądź V klasy, ponieważ w układzie kostno-stawowym człowieka możliwe są wyłącznie ruchy obrotowe. Nie ma możliwości wykonywania ruchów postępowych. Jest to następstwem jednostronnego działania mięśni, które mogą jedynie pociągać, a nie mogą pchać.

Sklep Spirulina

Pary kinematyczne klasyfikuje się również według sposobu styku członów. Jeżeli człony stykają się powierzchniowo, taką parę nazywamy niższą. Z kolei gdy człony stykają się liniowo lub punktowo, można powiedzieć, że taka para jest wyższa.

Wzór

Prosty wzór do obliczania klasy pary kinematycznej wygląda następująco:

  • H=6-s.

Gdzie:

H określa liczbę stopni swobody pary kinematycznej jednego członu względem drugiego, który został przyjęty za nieruchomy. Z kolei s to liczba ruchów względnych (tzw. więzy).

Jeśli s wynosi 0 oznacza to, że człon jest swobodny. Natomiast gdy s wynosi 6 oznacza to, że połączenie jest nieruchome.

Przykłady

Za prosty przykład można uznać staw łokciowy czy staw międzypaliczkowy. Są one połączeniem V klasy, ponieważ posiadają 1 stopień swobody: H= 6-5=1.

Stawy kuliste oraz panewkowe posiadają 3 stopnie swobody. Są to więc połączenia III klasy (np. staw ramienny czy staw biodrowy). Natomiast stawy eliptyczn0-kłykciowe lub siodełkowate mają 2 stopnie swobody, zatem należą do klasy IV (np. staw promieniowo-nadgarstkowy). Stawy śrubowe, obrotowe i zawiasowe są połączeniami o 1 stopniu swobody, a zatem o V klasie (np. stawy międzypaliczkowe).

Zobacz również: Rodzaje stawów.

Bibliografia

  1. Stępniewski A., Analiza strukturalna, geometryczna i statyczna mechanizmu stawu kolanowego, Acta Mechanica et Automatica, 1/2010.
  2. Preis R., Ebelt-Paprotny G., Fizjoterapia, Wydawnictwo Urban & Partner, Wrocław 2012.
  3. Mańka J., Milewska M., Otwarte i zamknięte łańcuchy kinematyczne, Acta Clinica, 3/2001.
Polecane produkty:

Aktualizacja:

Rehabilitacja Wrocław