Erőhatások az emberi testen

Az előadások a következő témára: "Erőhatások az emberi testen"— Előadás másolata:

1 Erőhatások az emberi testen

2 Az izületekre ható erők meghatározása és számítása

3 A végtagok súlyerejének hatása az izületekre
d =mért  = d  d FGh Transzverzális sík  FGny FG

4 A FG súlyerő húzó- és nyíróerő komponens értékeinek kiszámítása
d =megmért  = d  = ’  = ’ FGny = FG cos  FGh= FG sin   d FGh ’  FG FGny

5 FGk Transzverzális sík FGny FG

6 Az izomerő (Fm) kiszámítása
FG · lG = Fi · li Fi Fi = FG · lG / li li lG FG

7 Az Fi erő nyomó- és nyíróerő komponens értékek kiszámítása
Fi = FG · lG / li Fi Fik = Fi · cosa Fik Finy Finy = Fi · sin a a FG

8 Az Fm erő nyomó- és nyíróerő komponensének kiszámítása
Finy = Fi · sin a Fi Fik = Fi · cos a Fik FGny = FG · cos  Finy a FGh= FG · sin  åFiny = Finy +(- FGny) FGh  FGny åFk = Fik + (- FGh) FG

9 A REAKCIÓERŐ KISZÁMÍTÁSA
åFny = Finy +(- FGny) Fi åFk = Fik + (- FGh) Fik Finy Fr FGh FGny FG

10 åFny = Finy + (-FGny) åFk = Fik + FGk Finy Fi Fik Transzverzális sík

11 A térdizületre ható erők meghatározása és számítása

12 Fq = Fp Ff Mf = F1 · k1 Ff = F1 · k1 / kp Fh Mh = F2 · k2 Fp
Fhc Ff = F1 · k1 / kp kp Fh kh Mh = F2 · k2 Fp Fpc Fh = F2 · k2 / kh Fhny Fpny k2 k1 F1 F2

13

14 Fc = G G = 600 N Fc = 600 N Fs = 0 N

15 Fp • kp = G • kG Fp = G • kG / kp ha kG / kp = 2 Fp = 1200 N

16 A patella ínra eső húzóerő (Fp)
Nyomóerő a térdizületben hajlított térdű állás közben G A patella ínra eső húzóerő (Fp) Fq Nyomóerő (Fny) ha kp kG Fp akkor Fny A fenti számítás akkor valós, ha az Fp és G hatásvonala merőleges az izület transzverzális síkjára, mint a példánkban. Amennyiben nem merőlegesek ezek az erők a transzverzális síkra, akkor az Fp és G erőknek nem csak nyomó, hanem nyíróerő komponense is lesz, amely kismértékben csökkenti a nyomóerő nagyságát.

17 Fc = Fp (G) • sin α Fs = Fp (G) • cos α Fc = 1600 N Fs = 805 N α

18 A nyomóerő eloszlása az izületi felszínen
Fc = F / A

19 A térdizület forgási tengelyének vándorlása

20 A forgási középpont változása az izületi szögek függvényében

21 A nyomaték változása az izületi szögek függvényében

22 A nők és férfiak közötti különbség

23 Az izom húzóerejének változása az izületi szögek függvényében

24 EMG of Vastus lateralis
Mecc Torque-time curve EMG of Vastus lateralis

25 A patella ín maximális feszülése

26 A nyomóerő kiszámítása
Térdfeszítők Fq Ffc = Fp cosf Térdhajlítók Fh Fp   Fhc = Fh cos Fkq Fkh

27 Nyomóerő az izületi szög függvényében

28 Ffny =Fp sin Fhny = Fh sin Nyíróerő Feszítők Hajlítók A C B Fq Fkq
Fkh Ffny =Fp sin Feszítők C Fp   Hajlítók Fhny = Fh sin B

29 Nyíróerő az izületi szög függvényében

30 Erőhatások a gerincoszlopon

31 Terhelés az ágyéki csigolyákon

32 PORCKORONGOK

33 A vastagságuk 3 - 9 mm között változik.
A gerincoszlop magasságának %-át teszik ki.

34

35 Annulus fibrosus

36 Függőleges tengely körül
Transzláció Oldalirányú Felfelé és lefelé Előre és hátra Rotáció Laterális Függőleges tengely körül Előre-hátra

37 A nukleus pulposusban nyomóerő hatására növekszik a feszültség, amely nyújtóerőt fejt ki az annulus fibrosus kollagén rostjaira F 1,5 F 0,5 F 5,0 F

38 A nyomás csökkentése a nukleus pulposusban

39 A porckorong vastagságának változása tartós nyomás alatt
1.4 mm 2.0 mm Vastagság

40 A NYOMÓ-, A NYÍRÓ-, ÉS A REAKCIÓERŐK KISZÁMÍTÁSA AZ ÁGYÉKI CSIGOLYÁKRA

41 Nyomóerő Nyíróerő Nyomóerő

42 Ms = Fs · ls Fs ls Fi li Mi = Fi · li Fs · ls = Fi · li

43 Fny = Fs · sin 35o Ftc =Fs · cos 35o Fi 35º Fc = Fi + Ftc

44

45 Az izom által kifejtett erő nagysága
li = 0.05 m Fs = 450 N ls = 0.1 m 1350 N 4500 N Fi = 900 N

46 Nyomóerő (Fc) Fc =(Fs cos 35o ) + Fi = Fc = 1268 N Nyíróerő (Fny) Fny = (Fs sin 35o) Fny = 258 N

47 1268 NP  1268 · 1,5 = 1902 N AF  1268 · 5 = 6340 N

48

49 NYOMÓ-, NYÍRÓ-, ÉS REAKCIÓERŐK
Fi Ft ki kt Fs ks

50 35 o Ftny = Ft sin 35o Fi Ftc =Ft cos 35o Ft Fsny = Fs sin 35o
Fsc =Fs cos 35o Fc

51 Fi = 3850 N Fi Ft ki = 0.05 m ki Ft = 450 N kt kt = 0.25 m Fs = 200 N
ks = 0.4 m ki kt Fs ks Fi = 3850 N

52 Nyomóerő (Fc) Fc =(Ft cos 35o ) + (Fs cos 35o) + Fi Fc = 4382 N N Nyíróerő (Fny) Fny =(Ft sin 35o ) + (Fs sin 35o) Fny = 373 N 1405 N

53 REAKCIÓERŐ Fny Fc Fr 35 o

54 N

55 200 kg a kézben NP  · 1,5 = N AF  · 5 = N

56 Dinamikus körülményben
Fi = N m= 60 kg r= 0,2 m t= 0,01 s  = 5 = 0,087 rad  = 500/s = 8,7 rad/s

57

58

59 A jelentős porckorong degeneráció állandó stresszhatás alatt tartja a csigolyatest elülső részét a hajlítás során, amely hozzájárul az ezen a részen kialakuló csontritkuláshoz. (Pollintine et al. 2004)

60 A forgás középpont vándorlása

61 Lumbago

62 Nyomóerő az ágyéki szakaszra (L5-S1)
Egyenes állás: 100 % Fekvés nyújtott tettel: 25 % Ülés egyenes háttal: 140 % Állás törzsdöntéssel: 150 % Ülés törzshajlítással: 180 %

63 A nyomóerő csökkentése az ágyéki szakaszra

64

65

66

67

68

69 KÖSZÖNÖM FIGYEKMÜKET

70 KÖSZÖNÖM MEGTISZTELŐ FIGYEKMÜKET

71 PORCKORONGOK A gerincoszlop magasságának 20 - 33 %-át teszik ki.
A vastagságuk mm között változik.

72 Nyomóerő az ágyéki szakaszra (L5-S1)
Egyenes állás: 100 % Fekvés nyújtott testtel: 25 % Ülés egyenes háttal: 140 % Állás törzsdöntéssel: 150 % Ülés törzshajlítással: 180 %

73 A porckorongok szerkezete
Víz: Nucleus pulposus: %, Annulus fibrosus: % Collagen: Nucleus pulposus: 6-25 %, Annulus fibrosus: 70 %

74 A porckorong alakjának változása
Nyújtás Nyugalom Nyomás

75 Nyomáseloszlás Külső erő Nyomóerő Nucleus pulposus Annulus fibrosus
Nyújtóerő

76 A porckorongsérv kialakulásának mechanizmusa

77

78 A teherkar változása az ágyéki csigolyáknál

79 Az üléstámla döntöttségének és alakjának hatása
100 % 80 % 70 % 60 %

80 A nyomóerő csökkentése az ágyéki szakaszra

81

82 NYOMÓ-, NYÍRÓ-, ÉS REAKCIÓERŐK
Fm Ft LFm LFt Fw LFw

83 Fm = 3850 N Fm x lFm = (Ft x lFt) + (Fs x lFw) Fm
Fm = (Ft x lFt) + (Fs x lFw) x lFm -1 Ft lFm = 0.05 m Ft = 450 N lFt = 0.25 m Fs = 200 N lFw = 0.4 m lFm lFt Fs lFw Fm = 3850 N

84 Nyomóerő (Fk) Fk =(Ft cos 35o ) + (Fs cos 35o) + Fm Fk = 4382 N Nyíróerő (Fny) Fny =(Ft sin 35o ) + (Fs sin 35o) Fny = 373 N

85 A FG súlyerő húzó- és nyíróerő komponens értékeinek kiszámítása
d =megmért  = d  = ’  = ’ FGny = FG cos  FGh= FG sin   d FGh ’  FG FGny

86

87 Kettő vagy több csont összeköttetése inak, szalagok és izmok által
Izület Kettő vagy több csont összeköttetése inak, szalagok és izmok által 148 Mozgatható csont 147 izület