Биомеханика шагательных движений и ходьбы
Ходьба
· Двигательный навык, приобретаемый в процессе онтогенеза, который представляет собой цепь последовательно закреплённых рефлекторных двигательных действий, которые выполняются автоматически.
· Серия «контролируемых падений». Каждый шаг является по сути контролируемым падением и невозможен без кратковременного отклонения от равновесного состояния.
Походка
· особенности поз и движений при ходьбе, своеобразные для конкретного человека, или группы людей. а также при особых внешних условиях или определенных заболеваниях.
Осанка
· привычное положение тела человека в покое и движении, в том числе при ходьбе.
Основные характеристики ходьбы
· Цикличность
· Универсальный паттерн
· Билатеральная симметричность (относительная)
· Адаптируемость к различным поверхностям
· Экономичность
· Широкий диапазон скоростей
Задачи ходьбы
• Безопасное поступательное перемещение тела в желаемом направлении (главная задача).
• Удержание вертикального баланса, предотвращение падения при движении.
• Сохранение энергии, использование минимального количества энергии за счёт её перераспределения в течение цикла шага.
• Обеспечение плавности передвижения
• Адаптация к поверхности опоры.
• Сохранение походки при внешних возмущающих воздействиях или при изменении плана движений (стабильность ходьбы).
· Устойчивость к возможным иннервационым и биомеханическим нарушениям.
• Оптимизация передвижения, прежде всего, повышение эффективности безопасного перемещения центра тяжести с наименьшим расходом энергии.
Основные понятия биомеханики ходьбы
Полный никл ходьбы
· Цикл ходьбы (stride) – полный комплекс движений от контакта пятки стопы опоры до следующего контакта этой же пятки.
· Состоит из двойного шага, включающего 2 одиночных (коротких) шага каждой ногой (steps). Цикл ходьбы уключает 2 коротких шага (правый и левый) – двойной шаг.
· После каждого двойного шага биомеханические звенья тела приходят в исходное положение и весь цикл ходьбы повторяется. При этом движения одной половины тела зеркально отражают движения другой.
Рис. Одиночный и двойной шаг
Опорная и переносимая нага
· Опорная нога - нога, которая в данный момент опирается об опору, другая нога выносится вперёд - переносимая или свободная нога.
· При ходьбе тело не теряет соприкосновения с землей: оно опирается на землю то одной, то двумя ногами.
Одинарная и двойная опора (рис.):
· Период двойной опоры – опоры двумя ступнями (20% цикла).
· Период одинарной опоры – опоры только одной ступнёй с отдновременныйм перемещением второй ноги.
· Во время всего двойного шага ходьбы (каждого одинарного), тело имеет то двойную, то одинарную опору, не теряя связь с опорной поверхностью.
Рис. Периоды одинарной и двойной опоры
2.3. Пространственные и временные парметры ходьбы
Пространственные параметры ходьбы
· Линия перемещения ОЦТ –
· Длина короткого шага (step length) – расстояние между пятками правой и левой
стопы в продольной проекции; расстояние вдоль средней линии между одноименными точками левого и правого следов. При расположении правой ступни впереди левой – это правый шаг, левого ступни впереди правой – левый шаг;.
· Длина двойного шага (stride length) – расстояние, которое отделяет две последовательные опоры одной и той же ноги; расстояние вдоль средней линии между одноименными точками двух ближайших следов одной и той же стопы; сумма длин левого и правого шагов;
· База опоры, ширина (база) шага (step width) - расстояние между двумя параллельными линиями, проведёнными через центры опоры пяток параллельно линии перемещения тела; расстояние между пятками правой и левой стопы в поперечной проекции. Определяет устойчпвость тела человека.
Длина и база шага являются линейными параметрами, а разворот стопы – угловым.
· Разворот стопы (угол разворота стопы) - угол, образованный линией перемещения и продольной осью стопы - линией, проходящей через середину стопы (центр опоры пятки и точка между 1 и 2 пальцами). Чем больше разворот стопы, тем больше база опоры, но меньше эффективность ходьбы. Изменяется в зависимости от скорости передвижения и индивидуальных особенностей походки. При ходьбе со средней скоростью угол шага равен 15°.
Рис. Пространственные характеристики ходьбы.
Основные временные параметры ходьбы:
· Длительность фаз опоры и преноса, с
· Длительность периода двойной опоры, с
· Длительность полного цнкла шага (stride time), с
· Длительность короткого шага (step time), с
· Темп шага (cadence), шагов в 1 мин - число одиночных шагов (сумма правых и левых
коротких шагов, но не циклов) в 1 мин. Для взрослого – 113 шагов в минуту.
· Ритмичность – отношение длительности переносной фазы одной ноги к длительности переносной фазы другой ноги.