Рис. 4.1. Траектория центра давления при вертикальной осанке:
a — график движения ЦТ человека, стоящего на тензометрической платформе. Прямоугольник представляет собой контур тензометрической платформы. Траектория показывает нормальный ритмический переднезадний «конверт колебаний» во время удержания положения стоя в течение примерно 30 с; b — траектория ЦТ показывает относительно бесконтрольные постуральные колебания
ВСРО и ЛСТ в положении стоя обладают совпадающими линиями действия. На рис. 2.19 (часть I) ВСРО и ЛСТ являются частью одной и той же системы линейных сил. Во многих динамических состояниях пересечение ЛСТ с опорной поверхностью может не совпадать с точкой приложения ВСРО. Горизонтальное расстояние между точкой на поверхности опоры, где ЛСТ пересекается с опорой, и ЦТ (где действует ВСРО) указывает на величину момента, которому надо противодействовать для того, чтобы сохранить позу и удержать человека от падения.
Технология, требуемая для исследования СРО, ЦД и мышечной активности, является дорогостоящей, и может быть недоступна среднему исследователю функций человека. Таким образом, далее будет представлен упрощенный метод анализа осанки и позы при помощи диаграмм, и сопряженного действия ЛСТ и ВСРО, взятого в качестве эталона.
При идеальной вертикальной осанке сегменты тела выровнены так, чтобы крутящие моменты и нагрузки на сегменты тела минимизированы, и осанку можно поддерживать с минимальными затратами энергии. Совпадающие линии действия, образованные ВСРО и ЛСТ, служат эталонными отметками для анализа действия этих сил на сегменты тела (рис. 4.2).
Рис. 4.2. Расположение совпадающих линий действия, образованных вектором силы реакции опоры и линии силы тяжести при оптимальном положении стоя
Когда ЛСТ и ВСРО совпадают, как это наблюдается при статическом положении, мы можем оценивать действия в каждом суставе, используя одну, или другую. ЛСТ мы будем использовать в оставшейся части главы. Расположение ЛСТ постоянно меняется (соответственно, и ЦД) по причине постуральных колебаний. В результате постоянных движений ЛСТ моменты, действующие вокруг суставов, постоянно меняются. Рецепторы в суставах сегментов тела и вокруг них, а также на подошвах, распознают эти изменения и передают эту информацию в ЦНС. ЦНС анализирует входные сигналы и, в нормальных условиях, выдает соответствующий ответ для поддержания постуральной стабильности.
Действие сил на сегменты тела в сагиттальной плоскости определяется расположением ЛСТ относительно осей движения сегментов тела. Когда ЛСТ проходит непосредственно через ось сустава, вокруг него не создается гравитационного крутящего момента. Однако если ЛСТ проходит на расстоянии от оси, создается крутящий момент силы тяжести. Этот момент вызывает ротацию суперпозиционных сегментов тела вокруг оси этого сустава, которой противодействует уравновешивающий крутящий момент. Величина крутящего момента силы возрастает с увеличением расстояния между ЛСТ и осью сустава. Направление гравитационного момента силы зависит от расположения линии силы тяжести относительно конкретной оси сустава. Если линия силы тяжести расположена спереди от оси сустава, крутящий момент будет стимулировать движение вперед проксимального сегмента тела, поддерживаемого этим суставом (рис. 4.3,а). Если линия силы тяжести проходит сзади от оси сустава, крутящий момент будет стимулировать движение проксимального сегмента в заднем направлении (рис. 4.3,b).