Анатомический шок: Анафилактический шок — признаки, симптомы, причины, диагностика и способы лечения заболевания

В РПЦ назвали выставку «Мир тела» шок-контентом

https://ria.ru/20210313/vystavka-1601071544.html

В РПЦ назвали выставку «Мир тела» шок-контентом

В РПЦ назвали выставку «Мир тела» шок-контентом

Выставка «Мир тела» не носит образовательных целей, а ее посетителям стоит задуматься, не унижает ли она человеческое достоинство, которым обладают в том числе… РИА Новости, 15.03.2021

2021-03-13T14:12

2021-03-13T14:12

2021-03-15T14:31

религия и мировоззрение

религия

telegram (приложение)

русская православная церковь

вахтанг кипшидзе

московский патриархат

владимир легойда

/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content

/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content

https://cdn21.img.ria.ru/images/07e5/03/0c/1600971358_0:0:3035:1707_1920x0_80_0_0_23b4ef513d03412f3c02d4087b0300cd.jpg

МОСКВА, 13 мар — РИА Новости. Выставка «Мир тела» не носит образовательных целей, а ее посетителям стоит задуматься, не унижает ли она человеческое достоинство, которым обладают в том числе мертвые люди, заявил РИА Новости заместитель председателя синодального отдела Московского патриархата по взаимоотношениям Церкви с обществом и СМИ Вахтанг Кипшидзе.Анатомическая выставка «Мир тела» (Body Worlds) открылась 12 марта на ВДНХ в павильоне №21. Экспозиция выставки состоит из реальных человеческих тел и органов, обработанных с помощью метода полимерной пластинации, разработанного немецким доктором Гюнтером фон Хагенсом в 1977 году. Способ основан на замене всей жидкости организма на твердеющий пластик, что позволяет телу застывать в любой позе. Для пластинации используются только тела доноров.По его словам, ученого или студента-медика эти экспонаты не шокируют, «но аудитория выставки – не специалисты по анатомии». «Потенциальным посетителям выставки следует задуматься, не является ли такая демонстрация унижением человеческого достоинства, которым обладают не только живые, но и мертвые. Ведь не принято же выставлять напоказ тела в морге, даже если предположить, что перед смертью люди на это согласились», — заключил представитель Русской церкви.Ранее председатель синодального отдела Московского патриархата по взаимоотношениям Церкви с обществом и СМИ Владимир Легойда отметил в своем Telegram-канале, что реакция на это событие «выходит за рамки чувств верующих или неверующих людей и лежит, скорее, в культурной плоскости». По его словам, негативная общественная реакция на проведение этой выставки вполне объяснима и связана с тем, что «посмертное обращение с человеческим телом не может быть предметом исключительно коммерческого договора», а «обучение медиков, спасающих жизни, не равно развлечению скучающей публики созерцанием трупов».

https://ria.ru/20210312/vystavka-1600992254.html

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

2021

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

Новости

ru-RU

https://ria.ru/docs/about/copyright.html

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

https://cdn21.img.ria.ru/images/07e5/03/0c/1600971358_168:0:2899:2048_1920x0_80_0_0_6a5981945c1e6e53a7dd16b400165da2.jpg

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

религия, telegram (приложение), русская православная церковь, вахтанг кипшидзе, московский патриархат, владимир легойда

Лаборатория системной эндотоксинемии и шока

Заведующий лабораторией — д.м.н., профессор Яковлев Михаил Юрьевич
тел. (495) 612-46-66

1. История: Лаборатория системной эндотоксинемии и шока ФБГНУ НИОПП создана 01 марта 2014 года, в своём штате имеет трёх сотрудников:

1.1. Яковлев Михаил Юрьевич (07.04.1952) – заведующий лабораторией, д.м.н., профессор, академик РАЕН, автор эндотоксиновой теории физиологии и патологии человека и более 200 публикаций (в т.ч. 13 изобретений и патентов РФ, 4-х монографий), индекс Хирша = 15.

1.2. Аниховская Ирина Альфредовна (30.08.1964) – ведущий научный сотрудник лаборатории, автор 89 публикаций (в т.ч. 4 Патентов РФ и 1 монографии), индекс Хирша = 9.

1.3. Салахов Ильшат Мозгарович – ведущий научный сотрудник лаборатории.

2. Основные направления исследования — изучение роли системной эндотоксинемии в патологии человека:

2.1. В патогенезе заболеваний атеросклеротической и онкологической природы, хронических вирусных инфекций (включая ВИЧ), др.

2.2. В индукции синдрома системного воспалительного ответа.

2.3. Разработка эндотоксинового направления профилактики и лечения заболеваний и синдромов.

3. Основные публикации:

3.1. Эндотоксиновая агрессия как предболезнь или универсальный фактор патогенеза заболеваний человека и животных. 3.2. Кишеный эндотоксин как универсальный фактор адаптации и патогенеза общего адаптационного синдрома.

3.3. Кишечный эндотоксин и воспаление.

3.4. Эндотоксиновая теория атеросклероза.

4. Комплексные исследования с:

4.1. РНИМУ (РГМУ) им.Пирогова (клинико-анатомическая диагностика SIRS)

4.2. Казанским государственным медицинским университетом (ВИЧ-инфекция и СПИД).

4.3. Московским медико-стоматологическим университетом (острый инфаркт миокарда, острая хирургическая патология у детей, SIRS)

4.4. Фирмой БИОТРОНИК, Швейцария (рестоноз коронарных артерий после стентирования)

Специалисты Центра Мешалкина спасли девочку с жизнеугрожающим инфекционно-токсическим шоком

31 декабря 2018 года врачи новосибирской детской городской
больницы обратились к специалистам Центра Мешалкина за консультацией по поводу
одного из пациентов —  11-летней
новосибирской спортсменки — воздушной гимнастки —  Марии Найдиной. Руководитель службы
анестезиологии-реанимации Центра Мешалкина Олег Всеволодович Струнин оперативно
выехал для оценки состояния ребенка.

«Девочка пребывала в реанимации в крайне тяжелом состоянии. Вирус спровоцировал снижение сократительной способности сердца. Больная находилась на искусственной вентиляции легких. У нее наблюдалось выраженное кислородное голодание головного мозга, пострадали легкие, печень, почки. У пациентки развилась полиорганная недостаточность, которая в 80% приводит к летальному исходу. Необходима была транспортировка в медицинское учреждение, оказывающее специализированную высокотехнологичную помощь больным патологией сердечно-сосудистой системы», — рассказывает Олег Струнин.

После перевода ребенка в Центр Мешалкина к лечению
подключилась детский врач-инфекционист профессор Ирина Яковлевна Извекова,
благодаря помощи которой удалось поставить правильный диагноз и подобрать
грамотное лечение.

«Ребенок поступил в Центр Мешалкина с тяжелой генерализованной вирусной инфекцией, к которой присоединилась бактериальная. На этом фоне развился септический шок, что привело к острой недостаточности многих органов. Шоковое поражение было фатальной тяжести: у девочки были поражены сердце, почки, печень, поджелудочная железа. Развился вазогенный отек головного мозга. То, что она осталась жива, на грани фантастики», — комментирует Ирина Извекова.

В течение трех недель жизнь девочки обеспечивал аппарат
экстракорпоральной мембранной оксигенации. Состояние Маши требовало
протезирования утраченных функций органов: функцию сердца замещал аппарат экстракорпоральной
мембранной оксигенации, легких — аппарат искусственной вентиляции легких, почек
— аппарат гемофильтрации. По оценке экспертов, вывести ребенка из тяжелейшего
состояния стало возможно лишь благодаря высоким медицинским технологиям,
которыми не располагают городские стационары.

Шоковое поражение затронуло все системы организма. После
отключения аппарата экстракорпоральной мембранной оксигенации на первый план
вышли неврологические осложнения. У девочки развилось редкое состояние, при
котором пострадали затылочные отделы головного мозга, — синдром обратимой
задней энцефалопатии (PRESS-синдром), то есть массивное поражение головного
мозга на фоне эндотоксикоза. В мире зарегистрировано около 170 подобных
случаев. Благодаря командной работе и правильно подобранной терапии
специалистам удалось вывести ребенка из данного состояния с минимальным
неврологическим дефицитом. Во время нахождения пациентки в отделении реанимации
круглые сутки за ней ухаживал высококвалифицированный сестринский персонал
отделения, благодаря работе которого отсутствовали такие осложнений, как
пролежни, застойная пневмония, характерные для многих пациентов отделений
интенсивной терапии.

В настоящий момент девочку выписали домой. Ей предстоит
длительная реабилитация, но она уже признается, что чувствует себя нормально, и
мечтает вернуться к спорту, чтобы к Новому году подготовить яркую программу в
подарок врачам. 

Амортизация — Serola

Ваш браузер не поддерживает видео тег.

Каждый сустав в теле подвергается амортизации и отскоку. Связки обеспечивают поглощение ударов, а мышцы — отскок.

Хотя амортизация может быть независимой движущей силой движения суставов, она происходит в координации с действием мышц. Когда суставы двигаются, связки внутри них ощущают направление, скорость и ускорение, а также регулируют мышцы, чтобы поддерживать сбалансированное напряжение для целостности суставов.Таким образом, в нормальном суставе восстанавливающаяся мышца будет оставаться в состоянии легкого напряжения, готовясь к поглощению удара, усиливая активацию во время процесса и полностью активируясь при достижении нижней точки.

С другой стороны, некоторые мышцы помогают суставу поглощать удары; эти мускулы взаимодействуют с мускулами отскока и помогают сбалансировать структуру. В то время как одна сторона сустава или тела поглощает удары, противоположная сторона отскакивает, и наоборот; мышцы должны быть скоординированы для достижения этой цели, которая осуществляется через связки.

Большинство травм суставов происходит в нижней точке поглощения удара. После травмы сустава мышцы, которые заставляют сустав поглощать удары, подавляются, в то время как мышцы отскока остаются в постоянном состоянии повышенного напряжения, готовясь к следующему движению. И в напряженных, и в заторможенных мышцах будет снижено кровообращение, и они могут стать болезненными; эта связь сохраняется до тех пор, пока сустав не стабилизируется и / или не заживет. Эти принципы верны для любого сустава тела, будь то стопа, КПС, позвоночник и т. Д.

Если мы рассмотрим всю кинетическую цепь как один непрерывный амортизатор, мы сможем оценить взаимосвязь между различными суставами в удаленных частях тела. Если один сустав нарушен, другие суставы в кинетической цепи помогают поглощать силу, активируя или подавляя мышцы в зависимости от степени их важности для поддержания как локального, так и глобального равновесия. Например, если колено травмировано, непосредственно затрагиваются узлы натяжения (связки, фасции и мышцы), прикрепленные к бедренной и большеберцовой коже.Другие концы тех же элементов натяжения прикрепляются к другим суставам и создают дисбаланс натяжения в удаленных суставах, в результате цепной реакции, которая распространяется по всей конструкции. Поскольку подвздошный сустав является центральной точкой движения и амортизации в теле с, безусловно, самой большой массой связок и мышц непосредственно участвует в его действии, он играет ключевую роль в опорно-двигательной реакцию на амортизацию; мышечная адаптация сильнее, и их влияние более широко.

Пожалуйста, просмотрите противоположные действия крестца и подвздошной кости во время нутации, чтобы понять их положение как центральную точку поглощения удара в боковом обзоре Нутации .

Когда сила передается сверху через ноги или снизу через позвоночник, происходит пружинное действие. Ниже крестца ступни пронируются, малоберцовые кости двигаются вниз [1], а колени скручиваются, когда большеберцовая кость уходит во внутреннее вращение дальше, чем бедренная кость. Поскольку безымянный вращается кзади, крестец поворачивается кпереди.В крестцово-подвздошном суставе это движение перематывает межкостную связку, сближая крестец и подвздошную кость [2] [3] p56 [4] p55, но не вместе [5]. Выше крестца поясничный изгиб увеличивается, как сжимающая пружина [6] p54 и 60, когда крестцово-подвздошный сустав вынужден перейти в нутацию. Как только энергия поглощается и достигается конец диапазона движения, тело реагирует, переходя в контрнутацию, и все вышеупомянутые действия меняются на противоположные, когда пружина отскакивает. Благодаря этому механизму крестцово-подвздошные связки можно рассматривать как центральную пружину в амортизации [7] [8] [9] p438.

Поглощение удара при походке
Когда правая пятка ударяется о землю, вес верхней части тела удерживается крестцом, заставляя правую сторону крестца двигаться вниз и вперед. Соответствующая сила реакции опоры передается вверх через правую ногу к тазу, где она заставляет правую ногу вращаться вверх и назад. Обе силы вызывают нутацию правой стороны. При этом левая часть таза переходит в контрнуцию.Когда вы продолжаете, и левая пятка ударяется о землю, силы меняются местами. Это попеременное движение влево / вправо, нутация / контрнутация проходит через позвоночник к голове в ритмических колебаниях во время ходьбы. Точно так же обратное движение может происходить ниже по позвоночнику к ногам [10]. Такая же картина будет иметь место при любой направленной в осевом направлении силе. Будь то подъем предмета, резкое торможение или приземление на ногу, передаваемая сила создает эффект нутации в центре системы амортизации тела, в крестцово-подвздошном суставе.

Согласно принципам Биотенсегрити, нутация / контрнутация — это подмножество поглощения удара всем телом. Ниже приведен список других подмножеств, каждый из которых играет важную роль в поддержании сбалансированного напряжения в опорно-двигательном аппарате.

Артикул:

1. Вайнерт, К.Р., младший, Дж. Макмастер и Р.Дж. Фергюсон, Динамическая функция малоберцовой кости человека. Американский журнал анатомии, 1973 г. 138 (2): стр. 145-9.
2. Солонен К.А. Крестцово-подвздошный сустав в свете анатомических, рентгенологических и клинических исследований. Acta Orthopaedica Scandinavica. Supplementum, 1957. 27 (Suppl 27): p. 1-127.
3. Капанджи И.А., Физиология суставов. Vol. 3. 1977: Черчилль Ливингстон.
4. Vleeming, A., et al., Роль крестцово-подвздошных суставов в соединении позвоночника, таза, ног и рук., в «Движение, стабильность и боль в пояснице», A. Vleeming, et al., Editors. 1997, Черчилль Ливингстон. п. 53-71.
5. Вукичевич, С. и др., Голографический анализ таза человека. Spine, 1991. 16 (2): с. 209-14.
6. Vleeming, A., et al., Eds. Движение, стабильность и боль в пояснице. 1997, Черчилль Ливингстон.
7. Wilder, D.G., M.H. Поуп и Дж. Фримойер, Функциональная топография крестцово-подвздошного сустава. Spine, 1980. 5 (6): с. 575-9.
8. Грив Э.Ф. Механическая дисфункция крестцово-подвздошного сустава.Международная реабилитационная медицина, 1983. 5 (1): p. 46-52.
9. Haldeman, S., et al., Eds. Принципы и практика хиропрактики. 3-е изд. 2005, Макгроу-Хилл.
10. Граковецкий С. и Фарфан Х. Оптимальный позвоночник. Spine, 1984. 11 (6): с. 543-73.

Узнайте больше об анатомии позвоночника

Позвоночник состоит из большого количества спинных костей (позвонков), которые связаны между собой межпозвоночными дисками и фасеточными суставами.

Позвоночник человека делится на шейный (верхний), грудной, поясничный, крестцовый и копчиковый (нижний) отделы.

Позвонки (кости позвоночника) в каждой области пронумерованы в соответствии с их областью (буква C, T, L или S) и расположением (номером).

ЧТО ТАКОЕ МЕЖПОЗВОНОЧНЫЕ ДИСКИ?

Межпозвоночные диски — это мягкие структуры, которые действуют как амортизаторы между каждым из позвонков (костей) позвоночника. Между каждым позвонком находится один диск. Каждый межпозвоночный диск имеет прочное внешнее кольцо из волокон («кольцо») и мягкий желеобразный центр (ядро).

Центральное мягкое и сочное ядро ​​представляет собой сферическую структуру, которая позволяет наклонять, вращать и скользить в позвоночнике.

Ядро функционирует как первичный амортизатор. Это прозрачный желеобразный материал, который у молодых людей на 88% состоит из воды.

По мере старения и / или деградации организма количество воды в ядре уменьшается. Остальная часть ядра состоит из клеток соединительной ткани, коллагеновых волокон и небольшого количества хряща. В ядре нет ни кровеносных сосудов, ни нервов,

Кольцо — это кольцеобразный каркас из волокон, который соединяет каждую позвоночную кость.Это самая прочная часть диска, она охватывает центральное ядро ​​и удерживает его под давлением, чтобы предотвратить разрыв.

ЧТО ТАКОЕ ЛАМИНЫ?

Пластинки — это «опоясывающий лишай» кости, лежащий над задней частью позвоночного канала. Они встречаются по средней линии, давая начало остистому отростку (выступам, которые можно прощупать через кожу в задней части позвоночника). Их часто удаляют (ламинэктомия), чтобы декомпрессировать нервы в позвоночном канале.

ЧТО ТАКОЕ ЛИЦЕВОЕ СОЕДИНЕНИЕ?

Фасеточные суставы — это небольшие суставы на каждой стороне задней части позвоночника.Они позволяют перемещаться между соседними позвонками и помогают сохранять стабильность позвоночника. Фасеточные суставы составляют часть кровли позвоночного канала. Область позвоночного канала непосредственно под фасеточным суставом называется субсуставным отделом или латеральным углублением. Через эти отсеки проходят спинномозговые нервы.

ГДЕ СПИНАЛЬНЫЕ НЕРВЫ?

Спинной канал и межпозвонковые отверстия в поясничном отделе позвоночника (поясница) представляют собой костные туннели, по которым проходят спинномозговые нервы (нервные корешки).

Когда размер этих туннелей уменьшается, остается меньше места для спинномозговых нервов. В результате на эти конструкции может возникнуть давление.

ЧТО НАСЧЕТ СПИННОГО МОЗГА?

Спинной мозг заканчивается в верхнем поясничном отделе позвоночника (обычно в L1). Нижняя часть спинного мозга известна как «конус» или «мозговой конус». Давление на конус может вызвать нарушение контроля над кишечником и мочевым пузырем, а также онемение вокруг ануса и гениталий («седельная анестезия»).

Ниже конца спинного мозга канал занят спинномозговыми нервами (также известный как «конский хвост», что означает «конский хвост», названный в честь его внешнего вида).Эти нервы проходят через канал, а затем выходят через соответствующие межпозвонковые отверстия. Эти нервы обеспечивают функцию мочевого пузыря, кишечника, гениталий и ног.

Анатомия колена

Анатомия коленного сустава

Чтобы понять коленный сустав, нам сначала нужно понять кости ноги, которые образуют сустав. Коленный сустав состоит из трех костей — бедра, голени и надколенника. Бедренная кость (бедренная кость) является самой большой костью в организме и простирается от бедра до колена, где заканчивается структурами, известными как мыщелки, покрытые хрящом.Мыщелки бедренной кости образуют верхнюю часть коленного сустава, которая сочленяется (изгибается и скользит) относительно верхней части большеберцовой кости (большеберцовой кости) в области, называемой большеберцовым плато, которая также покрыта хрящом. Надколенник (коленная чашечка), задняя сторона которой покрыта хрящом, располагается на передней части колена и сочленяется с мыщелками бедренной кости.

Между каждым из мыщелков бедренной кости и плато большеберцовой кости находится структура мягких тканей серповидной формы, называемая мениском.Мениск состоит из волокнистого хряща и действует как амортизирующая, стабилизирующая прокладка между бедренной и большеберцовой костью. Как в мениске, так и в хрящевой ткани отсутствуют кровеносные сосуды и нервные окончания, что затрудняет восстановление этих тканей после их повреждения.

Связки — еще один ключевой компонент колена, который удерживает сустав в стабильном и правильно выровненном положении, когда он артикулируется в нормальном диапазоне движений

Что такое хрящ

Хрящ — это ткань, которая может обеспечивать структуру, действовать как амортизатор и обеспечивать гладкую поверхность без трения, которая позволяет нашим суставам работать, а нашим костям безболезненно двигаться друг относительно друга.Хрящ состоит из особых клеток, называемых хондроцитами, которые откладывают вокруг себя ткань, состоящую из специального белка и волокон коллагена. Эта ткань, называемая хрящом, невероятно важна для человеческого тела.

Есть три вида хрящей:

Эластичный хрящ

Эластичный хрящ составляет гибкие структуры тела, такие как нос и ухо.

Фиброхрящ

Фиброхрящ считается негибким и прочным.Он действует скорее как амортизатор. Примеры можно найти между позвонками позвоночника и менисками колена.

Гиалиновый хрящ

Гиалиновый хрящ находится в суставном хряще, покрывающем концы костей в суставе. Он обеспечивает гладкую поверхность, чтобы уменьшить трение, когда кость перемещается по другой кости в суставе. Суставной хрящ покрывает концы всех костей в суставах (колено, голеностоп, бедро, плечо, локоть, запястье и палец) и позволяет им свободно скользить в суставе.

Заявка на патент США на МНОГОСТРУКТУРНУЮ СИСТЕМУ ПОГЛОЩЕНИЯ УДАРА ДЛЯ АНАТОМИЧЕСКОГО УСИЛИЯ Заявка на патент (Заявка № 20200116225, выданная 16 апреля 2020 г.)

ССЫЛКИ НА РОДСТВЕННЫЕ ПРИЛОЖЕНИЯ

Это приложение является частичным продолжением (CIP) приложения Ser. No. 16/221,557, поданной 16 декабря 2018 г., которая является частью заявки сер. № 13 / 283,919, поданный 28 октября 2011 г., озаглавленный «МУЛЬТИСТРУКТУРНАЯ СИСТЕМА ПОГЛОЩЕНИЯ УДАРА ДЛЯ АНАТОМИЧЕСКОЙ ПОДВЕСКИ», описание которой включено в настоящий документ посредством ссылки.

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ Область изобретения

Это изобретение в целом относится к области амортизирующих устройств для уменьшения анатомического шока, включая обувь для пеших прогулок, ходьбы, спортивную или беговую обувь, системы набивки, такие как щитки для голени или плечевые накладки и шлемы. или напольные покрытия, и, более конкретно, к системе структурной поддержки, имеющей по меньшей мере один сжимаемому элемент, охватывающей первый рабочей жидкости, заключенной в оболочке, которая содержит вторую рабочую жидкость и упругие конструктивные элементы, чтобы обеспечить импульс ослабления от воздействий, включая возможную конфигурацию оболочки в качестве унитарного элемента для легкой замены в случае разрыва.

Описание предшествующего уровня техники

Спортсмены, занимающиеся различными видами спорта, продолжают расширять пределы своих возможностей. Удары от бега или других травм, связанных с быстрым движением, контакта с телом или мячом, например, в футболе или связанных с футболом видах спорта, все чаще создают различные травмы, связанные со стрессом или ударами, включая сотрясения мозга. Люди занимаются многими видами деятельности, при которых удар пяткой или другой удар стопой, включая ходьбу, пеший туризм, бег или другие виды спорта, могут способствовать повторяющимся стрессовым травмам или другим долгосрочным осложнениям.В таких видах спорта, как футбол, удары по телу и голове, хотя и частично мягкие, становятся все более сильными, и возрастает вероятность травм. В других видах спорта, таких как футбол, лакросс или хоккей, требуются щитки для голени или другие набивки для смягчения ударов по телу от мячей, ударов ногами конкурентов или игровых принадлежностей, таких как клюшки для лакросса или хоккейные клюшки. Кроме того, возможность получения серьезных травм в таких видах деятельности, как езда на мотоцикле, езда на велосипеде, катание на лыжах и других видах спорта, требует использования шлемов для уменьшения / перераспределения силы и импульсов.Были использованы упругие механические элементы, пневматические баллоны и другие элементы. Однако амортизирующие элементы, используемые в системах предшествующего уровня техники, могут разрушаться или разрушаться, снижая их эффективность.

Желательно обеспечить структуру, которая адекватно поглощает и рассеивает энергию удара, которая может быть адаптирована к деятельности, которой занимается человек или спортсмен, и обеспечивать легкую замену, если способность амортизации снижается.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Раскрытые реализации настоящего изобретения, описанные в данном документе, обеспечивают амортизирующую систему для ослабления, модификации или уменьшения силы, использующую оболочку, имеющую камеру, содержащую первую рабочую жидкость, причем оболочка деформируется в ответ на импульс для поглощения энергии импульса.Множество упругих дополнительных поглотительных элементов, распределенных внутри камеры. Множество упругих дополнительных поглотительных элементов могут деформироваться в ответ на силу или удар, чтобы способствовать поглощению энергии и обеспечивать дополнительную упругую восстанавливающую силу для возврата оболочки к форме до импульса после импульса. В альтернативных вариантах реализации в единичной ячейке для рассеивания энергии удара используется оболочка, имеющая камеру, содержащую первую рабочую жидкость, и внутренний элемент, содержащийся внутри камеры, и имеющую внутреннюю камеру, содержащую вторую рабочую жидкость.Первая рабочая жидкость и вторая рабочая жидкость имеют перепад давления.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Эти и другие особенности и преимущества настоящего изобретения будут лучше поняты со ссылкой на следующее подробное описание при рассмотрении вместе с прилагаемыми чертежами, на которых:

Фиг. 1 представляет собой вид в перспективе единичного элемента, в котором используется несколько цилиндров сжатия, разнесенных вокруг центрального аккумулятора и сообщающихся по текучей среде с ним;

РИС.2 — вид в перспективе единичной ячейки, демонстрирующий дополнительные упругие элементы либо в дугообразной нити накала, либо в вертикальных столбах;

РИС. 3 — вид в перспективе скрытой линией единичной ячейки, заключенной в мембрану, содержащую вторичную текучую среду;

РИС. 4 — вид снизу в перспективе изолированного мембраной унитарного элемента с застежкой на крючке и петле для прикрепления элемента к стенке шлема или ударной подушки;

РИС. 5 — вид сбоку в разрезе герметизированной единичной ячейки, прикрепленной к стене;

РИС.6 — вид в перспективе нескольких унитарных ячеек с поперечными охлаждающими трубками;

РИС. 7, — вид в перспективе облицовки и слоя, окружающих группу поперечин с выступающими поперечными охлаждающими трубками;

РИС. 8 — вид в перспективе слоя с несколькими унитарными ячейками, имеющими поперечные охлаждающие трубы, являющиеся неотъемлемой частью каждой ячейки, с удаленной капсулой для ясности из одной ячейки;

РИС. 9 — вид в перспективе скрытой линией оболочки, имеющей камеру, содержащую первую рабочую жидкость с множеством упругих дополнительных абсорбирующих элементов, включая дугообразные нити и упругие опоры;

РИС.10. — вид в перспективе со скрытыми линиями оболочки, имеющей камеру, содержащую первую рабочую жидкость с множеством дугообразных волокон;

РИС. 11 — вид в перспективе со скрытыми линиями оболочки, имеющей камеру, содержащую первую рабочую жидкость, с множеством упругих опор;

РИС. 12А — вид сбоку в разрезе единичного элемента, содержащего оболочку, имеющую камеру с внутренним элементом;

РИС. 12В — вид в перспективе со скрытыми линиями единичной ячейки, показанной на фиг.12А;

РИС. 13А — боковая скрытая линия, изображающая ударную деформацию оболочки единичной ячейки;

РИС. 13B — боковая скрытая линия, изображающая ударную деформацию как оболочки, так и внутреннего элемента единичной ячейки;

РИС. 14 — вид в перспективе скрытой линией оболочки единичной ячейки, имеющей камеру, содержащую первую рабочую жидкость с множеством дугообразных волокон;

РИС. 15 — вид в перспективе скрытыми линиями оболочки и внутреннего элемента единичного элемента, имеющего оба с множеством дугообразных волокон;

РИС.16 — вид в перспективе скрытыми линиями внутреннего элемента единичной ячейки, имеющей внутреннюю камеру, содержащую вторую рабочую жидкость с множеством дугообразных волокон;

РИС. 17 — вид в перспективе скрытой линией единичной ячейки, имеющей множество упругих дополнительных поглотительных элементов, включая дугообразные нити и упругие опоры как в оболочке, так и во внутреннем элементе;

РИС. 18 — вид в перспективе скрытой линией единичной ячейки с внутренним элементом, сообщающимся по текучей среде с резервуаром;

РИС.19А — вид в перспективе скрытой линией единичной ячейки с оболочкой, сообщающейся по текучей среде с резервуаром;

РИС. 19В — вид в перспективе со скрытыми линиями единичной ячейки без внутреннего элемента и с оболочкой, сообщающейся по текучей среде с резервуаром;

РИС. 20 — вид в перспективе скрытой линией единичной ячейки с клапанами давления в боковых стенках оболочки и внутреннего элемента;

РИС. 21 — перспективное изображение скрытой линией единичной ячейки с клапанами давления в нижних стенках оболочки и внутреннего элемента; и

ФИГ.22 — вид снизу в перспективе единичного элемента, показанного на фиг. 21.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ссылаясь на чертежи для описания изобретения, пример расположения амортизирующей системы в единичном элементе 128 показан на фиг. 1. Аккумулятор или резервуар , 130, окружен множеством сжимаемых цилиндров 132 (также описываемых как камеры или колонны), которые ориентированы по существу перпендикулярно ударной поверхности, более подробно описанной ниже.Для показанного варианта осуществления показано пятиугольное расположение сжимаемых цилиндров, однако в альтернативных вариантах осуществления с резервуаром может быть связано больше или меньше цилиндров. Каждый из сжимаемых цилиндров , 132, сообщается по текучей среде с резервуаром , 130, через трубопроводы , 134, . Расстояние между цилиндрами и резервуаром на фиг. 1 преувеличены для ясности. Как описано ранее, резервуар и цилиндры заполняются первой рабочей жидкостью, и при ударе или ударе по одному или нескольким сжимаемым цилиндрам , 132, цилиндр (-ы) частично или полностью разрушается, выталкивая рабочую жидкость через трубопровод в резервуар. 130 в зависимости от характеристик силы удара.В резервуаре , 130, и сжимаемых цилиндрах , 132, используются упругие материалы, обеспечивающие расширение до состояния равновесия после высвобождения ударной силы. Повышение давления рабочей жидкости также способствует расширению сжимаемых цилиндров. Если перенос жидкости произошел, после снятия ударной силы сжимаемых цилиндров , 132, , рабочая жидкость под давлением из резервуара , 130, вытесняется обратно через трубопровод , 134, , чтобы способствовать расширению сжимаемого цилиндра и выравниванию давления.Как описано для предыдущих вариантов осуществления, ограничение потока может использоваться в трубопроводе , 134, для управления потоком рабочей жидкости.

Расширение сжимаемых цилиндров может быть увеличено за счет использования механических восстанавливающих элементов, помогающих гидродинамической силе от резервуара под давлением вывести цилиндр из сжатого состояния. Как показано на фиг. 2, дугообразные нити , 136, могут быть использованы для окружения сжимаемых цилиндров , 132, , как показано для двух цилиндров на чертеже.Как ранее описано для более раннего варианта осуществления, дугообразные волокна могут быть по существу перпендикулярны друг другу и окружать сжимаемый цилиндр. В качестве альтернативы, для окружения цилиндров , 132, могут использоваться стержневые выступающие нити или стойки , 138, , как показано для двух цилиндров на чертеже. Дугообразные нити , 136, или стойки , 138, являются упруго гибкими и ориентированы, по существу, перпендикулярно ударной поверхности, а также обеспечивают амортизацию или амортизацию, дополняя сжимаемые цилиндры при ослаблении импульсной силы.Кроме того, дугообразные волокна и стойки могут служить опорой против сил сдвига. После деформации дугообразные нити , 136, или стойки , 138, упруго возвращаются к своей исходной форме, тем самым подталкивая оболочку, верхнюю пластину или гильзу (как будет описано ниже) вверх, чтобы способствовать расширению складных цилиндров , 132, при работе под давлением. жидкость из пласта 130 .

Структура единичной ячейки 128 может быть заключена в оболочку 140 , как показано на фиг.3. Оболочка , 140, может быть сплошным материалом, таким как пена, резина, термопласт или эластомер, или может быть покрытием, обеспечивающим камеру вокруг резервуара и цилиндров, которые могут быть заполнены второй рабочей жидкостью (как будет описано в подробнее позже). Для варианта, показанного на фиг. 3 дугообразных нити , 136, используются для окружения сжимаемых цилиндров 132 , как описано ранее. Дугообразные волокна , 136, могут быть распределены по всей оболочке.Дугообразные нити , 136, обеспечивают возвращающую силу, действующую на оболочку , 140, , чтобы способствовать расширению сжимаемых цилиндров после уплотнения, как описано ранее. Столбы или колонны могут использоваться вместе с дугообразными нитями или для их замены, или не могут использоваться никакие дополнительные механические восстанавливающие элементы. Инкапсулированный элемент 128, затем может быть прикреплен к оболочке шлема, подушке, стене, станине для ног, подкладке или аналогичной поверхности, стене или любой конструкции, для которой желательна амортизационная способность.Для показанного варианта осуществления, как лучше всего видно на фиг. 4, застежки-липучки , 142, могут использоваться на одной или нескольких внешних поверхностях оболочки , 140, для выполнения прикрепления и обеспечения возможности удаления единичного элемента, как будет более подробно описано ниже. В качестве альтернативы, для прикрепления элементарной ячейки к поверхности можно использовать клей или другую форму крепления. Можно использовать гибкие или отделяемые клеи, чтобы обеспечить отсоединение оболочки единичной ячейки от поверхности.

РИС. 5 показывает элементарную ячейку 128 , прикрепленную к поверхности 144 . Оболочка , 140, показана образующей камеру , 146, , в которой может содержаться вторая рабочая жидкость. Вторая рабочая жидкость омывает резервуар , 130, , сжимаемые цилиндры , 132, и дугообразные нити , 136, и может обеспечивать охлаждение, как будет описано ниже, а также способность поглощать удары. Множественные унитарные ячейки могут быть нанесены желаемым образом на поверхность , 144, , как показано на фиг.6; например, внутренняя поверхность мотоциклетного или футбольного шлема или ударная подушка, такая как наплечники или щитки для голени для занятий спортом. Унитарные ячейки могут быть прикреплены с помощью застежек-липучок на конверте, как описано ранее. Несмотря на то, что они показаны в виде кольца, застежки-липучки могут использоваться в качестве нашивки, а в вариантах осуществления, в которых оболочка не используется вокруг сжимаемых цилиндров и резервуара единичной ячейки, кольцо с крючками и петлями или нашивка могут быть прикреплены непосредственно к цилиндрам и / или резервуару.В качестве альтернативы можно использовать другие типы клеев для прикрепления ячеек к ударной поверхности. Использование унитарных ячеек, съемно прикрепленных к поверхности, как описано, позволяет их снимать и заменять, если сжимаемые цилиндры, резервуар или оболочка должны разорваться или проявить чрезмерный износ. Первая рабочая жидкость может быть окрашенной, а оболочка полупрозрачной или полностью прозрачной, чтобы облегчить распознавание разорванного компонента.

Охлаждение отдельных ячеек 128 может быть усилено за счет использования поперечных охлаждающих труб 146 .Первый вариант охлаждающих трубок показан на фиг. 6, где трубки расположены рядом и в непосредственном контакте с оболочками , 140, единичных ячеек 128 . Как видно на фиг. 7 , верхняя пластина 144 a и нижняя пластина 144 b , которые могут быть такими элементами, как внешняя поверхность шлема и подкладка шлема или подножка и подошва, которые охватывают единичные ячейки, могут протыкаться поперечными охлаждающими трубками 146 для вентиляции.Передача тепла обеспечивается за счет теплопроводности между оболочками , 130, , конвекции во второй рабочей жидкости в оболочке, окружающей резервуар и сжимаемые цилиндры, и вытеснения воздуха через поперечные охлаждающие трубы.

В качестве альтернативы поперечные трубки , 146, могут проходить через оболочки 140 единичных ячеек 128 , как показано на фиг. 8. Этот вариант обеспечивает прямой контакт поперечных трубок со второй рабочей жидкостью.Поперечные трубки , 146, могут проходить через поверхность , 144, и через любую противоположную поверхность, примыкающую к единичному элементу (ам). Хотя показано, что они отходят от обеих поверхностей, если оболочки , 140, составляют внутреннюю поверхность (например, в варианте шлема), поперечные трубки могут заканчиваться заподлицо с поверхностью оболочки , 140, .

Возвращаясь к РИС. 3, единичная ячейка , 128, может быть упрощена только с помощью оболочки , 140, , содержащей рабочую жидкость в камере , 146, при первом давлении, как показано на фиг.9. Оболочка , 140, может быть деформируемым материалом с упругими свойствами для обеспечения упругости материала. Например, эластомер бутилкаучук можно использовать для создания оболочки с использованием одного из различных процессов формования, таких как литье под давлением.

Оболочка , 140, в примерах, показанных на чертежах, имеет цилиндрическую форму, но могут использоваться другие геометрические поперечные сечения. Инкапсулированная единичная ячейка 128, может быть прикреплена к оболочке шлема, подушке, стене, станине для ног, подкладке или аналогичной поверхности, стене или любой конструкции, для которой желательна амортизационная способность.Для варианта осуществления, показанного на фиг. 9, застежки-липучки , 142, могут быть использованы на одной или нескольких внешних поверхностях оболочки , 140, для выполнения прикрепления и обеспечения возможности удаления единичного элемента, как описано ранее.

Сжатие оболочки , 140, под действием приложенной силы будет деформировать форму оболочки, растягивая оболочку , 140, , чтобы обеспечить смещение рабочей жидкости. Амплитуда ударной силы демпфируется деформацией и перемещением оболочки и рабочей жидкости.Множество упругих дополнительных поглотительных элементов, таких как дугообразные нити , 136, и упругие опоры , 138, , могут быть рассредоточены внутри камеры , 146, , которые деформируются в ответ на силу удара, чтобы уменьшить амплитуду силы и обеспечить преобразование энергии , а также потенциально обеспечивает дополнительную упругую восстанавливающую силу для возврата огибающей к форме до импульса, как описано ранее. Дугообразные нити и упругие опоры , 138, могут использоваться в комбинации, как показано на фиг.9 или дугообразные нити , 136, могут использоваться отдельно, как показано на фиг. 10 или упругие стойки, используемые отдельно, как показано на фиг. 11. Расположение, высота и расстояние дугообразных волокон , 136, и упругих столбов , 138, на фиг. 9-11 является исключительно репрезентативным в отношении положения и плотности.

Унитарная ячейка 128 в альтернативных реализациях использует внутренний элемент 150 меньшего объема внутри камеры 146 оболочки 140 , как показано на фиг.12A и 12B. Внутренний элемент , 150, также выполнен из эластичного материала, такого как эластомер, имеющий форму, принимаемую в оболочке , 140, . Внутренний элемент будет иметь внутреннюю камеру , 152, , заполненную второй рабочей жидкостью. Первая рабочая жидкость в камере , 146, оболочки , 140, и вторая рабочая жидкость во внутренней камере , 152, внутреннего элемента , 150, могут быть одинаковыми, и в примерных реализациях как первая рабочая жидкость, так и вторая рабочая жидкость. воздушные.Однако также можно использовать азот или другой инертный газ или жидкость.

Объем внутренней камеры 152 во внутреннем элементе 150 будет зависеть от области применения и, вероятно, составит примерно 50% от объема камеры 146 оболочки 140 с номинальным диапазоном от 20% до 80% объема камеры 14 . В примере, показанном на чертежах, нижняя поверхность , 154, внутренней камеры , 150, поддерживается на нижней поверхности , 156, оболочки.Кроме того, давление второй рабочей жидкости во внутреннем элементе , 150, может отличаться от давления первой рабочей жидкости в оболочке , 140, . В типичных примерах давление первой рабочей жидкости и второй рабочей жидкости будет поддерживаться для обеспечения градиента между номинальными 5 и 300 фунтами на квадратный дюйм в начальных условиях. Градиент может изменяться во время удара, как описано ниже]

Более высокое давление второй рабочей жидкости во внутреннем элементе 150 позволяет начальное поглощение энергии ударного импульса оболочкой и первой рабочей жидкостью с деформацией, как показано на фиг.13А. Если ударная сила создает последующее давление в первой рабочей жидкости, превышающее давление второй рабочей жидкости, внутренний элемент будет сжиматься для дальнейшего поглощения энергии импульса. Если оболочка , 140, деформируется для контакта с внутренним элементом , 150, в результате удара, то внутренний элемент также начнет деформироваться, как показано на фиг. 13B. Если давление в первой рабочей жидкости превышает давление второй рабочей жидкости, либо оболочка контактирует с внутренним элементом, это приведет к изменению профиля поглощения энергии.Комбинация внешней камеры, находящейся под давлением первой рабочей жидкости, внутренней камеры и содержащейся в ней второй рабочей жидкости динамически реагирует на силу удара. Изменения давления во время деформации эластичного материала приводят к демпфированию амплитуды удара. сила. Моделирование, показанное на фиг. 13A и 13B — простая деформация под давлением газа верхних поверхностей и является только представительной. Деформация физического контакта приведет к разным профилям деформации.

Дугообразные нити , 136, дополнительно используются в альтернативных реализациях унитарного элемента 128 , имеющего оболочку 140 и внутренний элемент 150 . Дугообразные нити , 136, , присутствующие в камере 146 оболочки 140 , окружающей внутренний элемент, как показано на фиг. 14, обеспечивают дополнительные средства уменьшения силы удара (или преобразования энергии) до или во время зацепления между оболочкой , 140, и внутренним элементом , 150, .Высота дугообразных волокон в некоторых реализациях меньше, чем высота оболочки 140 с контактом и сжатием дугообразных волокон, происходящим позже в процессе деформации после частичного сжатия оболочки 140 , продолжающегося до длины сжатия для нитей. При сжатии дугообразных волокон дугообразные волокна создают восстанавливающую силу по всей длине сжатия, чтобы способствовать, по меньшей мере, частичному восстановлению оболочки до формы до импульса.Дугообразные нити , 136, альтернативно присутствуют как во внутреннем элементе , 150, , так и в оболочке 140 , как показано на фиг. 15. В еще других альтернативных реализациях дугообразные нити , 136, присутствуют только во внутреннем элементе , 150, , как показано на фиг. 16. Подобно дугообразным волокнам в оболочке , 130, , дугообразным волокнам во внутреннем элементе , 150, , высота дугообразных волокон в некоторых реализациях меньше, чем высота внутреннего элемента , 150, при контакте и сжатии дугообразные нити, возникающие позже в процессе деформации после частичного сжатия внутреннего элемента 150 .

Аналогично, как показано на фиг. 17, в некоторых реализациях упругие опоры , 138, используются вместе с дугообразными нитями , 136, в одной или обеих оболочке , 140, и внутреннем элементе , 150, . Дугообразные нити , 136, могут быть заменены упругими опорами , 138, в одной или обеих оболочке , 140, и внутреннем элементе , 150, .

Внутренний элемент , 150, в некоторых реализациях сообщается по текучей среде с внешним резервуаром , 130, через канал , 134, , как показано на фиг.18. При силовой нагрузке и повышенном давлении перенос текучей среды между внутренней камерой , 152, и внешним резервуаром дополнительно способствует ослаблению амплитуды силы за счет физического переноса второй рабочей текучей среды между внутренней камерой , 152, и резервуаром , 130, . По завершении события удара выравнивание давлений жидкости во внутренней камере , 152, и резервуаре , 130, способствует расширению внутреннего элемента , 150, .Внутренняя камера , 152, и оболочка , 140, могут иметь любую из конфигураций, показанных и описанных со ссылкой на фиг. 14-17.

Аналогичным образом, оболочка , 140, в некоторых реализациях сообщается по текучей среде с внешним резервуаром , 130, через трубопровод , 134, , как показано на фиг. 19А и 19Б (с внутренним элементом или без него 140 ). При ударной нагрузке перенос жидкости между камерой , 146, и внешним резервуаром дополнительно способствует гашению величины ударной силы за счет физического переноса второй рабочей жидкости между камерой , 146, и резервуаром , 130, .По завершении события удара выравнивание объемов жидкости в камере , 146, и резервуаре , 130, способствует расширению оболочки 140 . Для реализации фиг. 19A, оболочка , 140, и внутренний элемент , 150, могут иметь любую из конфигураций, показанных и описанных со ссылкой на фиг. 14-17. Для реализации фиг. 19B, конверт , 140, может иметь любую из конфигураций, показанных и описанных со ссылкой на фиг.9-11.

Давление первой рабочей жидкости и второй рабочей жидкости фиксировано в некоторых реализациях, а оболочка , 140, и внутренний элемент , 150, герметичны. В альтернативных вариантах реализации клапаны повышения давления в одной или обеих оболочках , 140, и внутреннем элементе , 150, используются для повышения давления или сброса давления рабочих жидкостей. Как показано на фиг. Для этой цели используются игольчатый клапан с огибающей 20 и 21 , 160, и игольчатый клапан с внутренним элементом , 162 .На фиг. 20, игольчатый клапан , 160, оболочки и игольчатый клапан 162 внутреннего элемента поддерживаются в боковой стенке 164 оболочки и боковой стенке 166 внутреннего элемента соответственно. Игольчатый клапан конверта , 160, и игольчатый клапан внутреннего элемента , 162 совмещены, что позволяет ввести одну иглу давления, которая будет использоваться для последовательного изменения давления как в конверте , 140, , так и во внутреннем элементе 150 путем частичного введения иглы давления через игольчатый клапан оболочки 160 в камеру 146 для изменения давления оболочки и первой рабочей жидкости и полного введения иглы давления через игольчатый клапан внутреннего элемента 162 для изменения давления внутреннего элемента и второй рабочей жидкости.В альтернативных вариантах реализации используется опора игольчатого клапана , 160, оболочки и игольчатый клапан , 162, внутреннего элемента, поддерживаемые в нижней стенке , 168, оболочки и нижней стенке , 170 внутреннего элемента, соответственно, как показано на фиг. 21 и 22. Любая из ранее описанных структурных реализаций оболочек и нитей или столбов может использоваться с любой из реализаций на фиг. 20-22.

Точно так же в некоторых реализациях используются вентиляционные отверстия для сброса давления, чтобы обеспечить изменение рассеивания энергии импульса.Игольчатые клапаны , 140, и , 142, заменены или функционируют как вентиляционные отверстия для сброса давления для одного или обоих кожухов 140 и внутреннего элемента 150 .

После подробного описания изобретения в соответствии с требованиями патентного законодательства специалисты в данной области техники поймут модификации и замены конкретных вариантов осуществления, раскрытых в данном документе. Такие модификации входят в объем и цель настоящего изобретения, как определено в следующей формуле изобретения.

Суммирование боли, возникающей в различных анатомических областях *

Ослабление удара в поясничном отделе позвоночника человека при ходьбе и беге

РЕФЕРАТ

Во время передвижения каждый шаг генерирует ударную волну, которая распространяется по телу к голове.Без механизмов ослабления повторные разряды могут привести к патологии. Ослабление удара (СА) в нижней конечности хорошо изучено, но мало что известно о том, как поза влияет на СА в позвоночнике. Чтобы проверить гипотезу о том, что поясничный лордоз (LL) способствует СА, 27 взрослых (14 мужчин, 13 женщин) ходили и бегали по беговой дорожке. Два легких трехосных акселерометра были прикреплены к коже над T12 / L1 и L5 / S1. Ускорения в сагиттальной плоскости были проанализированы с использованием анализа спектральной плотности мощности, а поясничная SA оценивалась в частотном диапазоне, связанном с ударами.Трехмерная кинематика количественно оценивает динамический и неподвижный LL. Чтобы изучить влияние межпозвоночных дисков на СА позвоночника, МРТ в положении лежа на спине использовались для измерения морфологии диска. Результаты не показали связи между LL и SA во время ходьбы, но LL коррелировали с SA во время бега ( P <0,01, R ² = 0,30), что привело к снижению мощности сигнала шока у людей на 64%. с наивысшим LL. Паттерны движения поясничного отдела позвоночника частично объясняют различия в SA: большие амплитуды углового смещения LL и более низкая скорость углового смещения во время бега были связаны с большей поясничной SA ( P = 0.008, R ² = 0,41). Межпозвонковые диски были связаны с большей SA во время бега ( P = 0,02, R ² = 0,22), но после контроля толщины диска LL оставалась прочно связанной с SA ( P = 0,001, R ² = 0,44). Эти результаты подтверждают гипотезу о том, что LL играет важную роль в ослаблении ударных воздействий, передаваемых через позвоночник человека во время сильнодействующих динамических действий, таких как бег.

ВВЕДЕНИЕ

Поясничный лордоз человека (LL) представляет собой постуральную адаптацию, которая способствует нормальной функции позвоночника и помогает поддерживать сбалансированную ориентацию туловища, сводя к минимуму механические и метаболические требования двуногого мышления (Gracovetsky and Iacono, 1987; Abitbol, ​​1988; Farfan, 1995; Lovejoy, 2005; Whitcome et al., 2007; Saha et al., 2007, 2008; Lovejoy, McCollum, 2010; Castillo et al., 2017). Однако данные скелета показывают значительные различия в LL в современных популяциях людей и среди ископаемых гомининов (Been et al., 2012, 2017a, b), предлагая адаптивную функцию к вариациям изгиба поясницы. Была выдвинута гипотеза, что более прямой поясничный отдел позвоночника (то есть низкие степени LL) обеспечивает большую стабильность, тогда как более изогнутые поясничные позы позволяют нижнему отделу позвоночника действовать как «амортизатор» во время передвижения (Kapandji, 1974; Adams and Hutton, 1985; Rak, 1993; Kobayashi et al., 2008; Been et al., 2012, 2017a; Gómez-Olivencia et al., 2017). Некоторые авторы также предполагают, что лордоз может способствовать более высокому ослаблению удара, поскольку изгибы позвоночника помогают рассеивать энергию, связанную с ударами в виде изгиба и вращательной деформации, а не осевого сжатия, увеличивая эффекты гистерезиса в тканях спины (Adams et al., 2006). Предыдущая работа показала, что динамические движения поясничного отдела позвоночника при сгибании и разгибании колеблются примерно на 1-2 градуса по амплитуде на уровне поясничных позвонков во время ходьбы (Syczewska et al., 1999), что, возможно, указывает на пружинное поведение, которое нагружает и разгружает позвоночник. во время передвижения. Однако ни в одном исследовании экспериментально не проверялось, как вариации позы влияют на способность позвоночника справляться с ускорениями, вызванными ударами in vivo . Здесь мы исследовали взаимосвязь между постуральными вариациями LL человека и ослаблением шока (SA) в поясничном отделе позвоночника во время ходьбы и бега.

Во время движения быстрое замедление тела при контакте стопы приводит к возникновению ударной волны, связанной с ударами, которая распространяется от земли через тело до головы (Волошин и др., 1981, 1998; Волошин, Воск , 1982; Shorten, Winslow, 1992; Hamill et al., 1995; Derrick et al., 1998; Mercer et al., 2002; Edwards et al., 2012; James et al., 2014; Gruber et al., 2014 ; Джандолини и др., 2016). Пики ударов силы реакции грунта (GRF) могут быть значительными, с величинами от 0.В 6 и 1,0 раза больше массы тела (BW) во время ходьбы и в 1,0–3,0 раза больше BW во время бега (Nigg et al., 1995; Whittle, 1999). Степень ударной нагрузки может достигать 500 BW с ^-1 при беге босиком с использованием ударной схемы задней части стопы (Lieberman et al., 2010). Ослабление этих больших и быстрых пиков воздействия имеет решающее значение, поскольку возникающий в результате импульс может нарушить вестибулоокулярный рефлекс и потенциально привести к травмам и другим патологиям (Pozzo et al., 1990, 1991; Whittle, 1999; Daoud et al., 2012; Davis et al., 2016).

Помимо максимальной амплитуды разряда, необходимо учитывать еще один компонент передачи толчка в поясничном отделе — частотный диапазон. Ударное ускорение во время передвижения состоит из трех основных частотных компонентов, которые по-разному распространяются по телу (Shorten and Winslow, 1992): низкого, среднего и высокого. В то время как низкие частоты ниже 10 Гц обычно возникают в результате активных движений, а не ударов, а высокие частоты около 30 Гц в основном отражают резонансные частоты инерционного устройства и колебания нижележащих мягких тканей, здесь мы сосредоточимся на среднечастотном компоненте от 10 до 30 Гц, что представляет собой частотный диапазон, связанный с ударами (Shorten and Winslow, 1992; Angeloni et al., 1994; Hamill et al., 1995; Джеймс и др., 2014). В частности, среднечастотная составляющая обычно возникает между 10 и 20 Гц при беге босиком и в обуви (Bobbert et al., 1991; Shorten and Winslow, 1992; Derrick et al., 1998; Mercer et al., 2002; Hamill et al., 1991). al., 1995; Edwards et al., 2012; Gruber et al., 2014; Giandolini et al., 2016), но может быть немного выше — примерно 18–22 Гц для ходьбы босиком и в обуви (James et al., 2014) .

Список символов и сокращений

Fr

Число Фруда

g

ускорение свободного падения

GRF

сила реакции опоры

LLitude

Lumbar углового смещения поясничного лордоза

LL _{среднее}

среднее поясничное лордоз (стоячее или динамическое)

LL _vel

скорость поясничного лордоза угловое смещение

MDH

MS

9095 909

результирующее среднее затухание удара

OLS

обыкновенный метод наименьших квадратов

PP

пиковая мощность

PSD

спектральная плотность мощности

relMDH

относительная максимальная высота диска

SA

9095 9095 центральный угол

Удары, связанные с ударами, могут ослабляться пассивно за счет мягких тканей, обуви и податливости грунта или активно за счет мышц, которые выполняют отрицательную работу или изменяют кинематику походки (Paul et al., 1978; McMahon et al., 1987; Деррик и др., 1998; Whittle, 1999; Эдвардс и др., 2012; Батлер и др., 2003; Аддисон и Либерман, 2015). Например, несколько исследований исследовались, как обувь и ноги модель удара влияет воздействие передачи шока через костно-мышечную систему (Ogon и др., 2001; отбракованная и др, 2005;. Либерман и др 2010;. Kulmala и др 2013. Boyer et al., 2014; Gruber et al., 2014; Giandolini et al., 2016). Однако в нескольких исследованиях изучались удары в позвоночнике, связанные с ударами.Существующие исследования ускорения позвоночника в основном основывались на измерениях акселерометров, установленных ниже и выше позвоночника (например, нижней конечности и головы), и эти исследования в основном были сосредоточены на ускорениях во временной области, а не в частотной (например, Voloshin and Wosk, 1982; Ogon et al., 2001; Delgado et al., 2013).

Целью этого исследования было изучить, как вариации LL влияют на затухание ударов в поясничном отделе позвоночника. Мы проверили основную гипотезу о том, что люди с более высоким LL демонстрируют большую СП спинного мозга во время ходьбы и бега по сравнению с людьми с более прямым поясничным положением, как предполагали предыдущие авторы (Kapandji, 1974; Adams and Hutton, 1985; Rak, 1993; Adams et al., 2006; Кобаяши и др., 2008; Been et al., 2012, 2017a; Gómez-Olivencia et al., 2017). Поскольку LL не статичен и с учетом того, что движения поясницы потенциально влияют на спинномозговую SA (Syczewska et al., 1999; Adams et al., 2006), в этом исследовании также изучалась взаимосвязь между динамическими изменениями LL и SA. Наконец, мы исследовали роль межпозвоночных дисков в спинномозговой СА. Диски часто считаются первичными пассивными «амортизаторами» позвоночника (Волошин и др., 1981, 1998; Волошин, Воск, 1982; Александр, 1997; Адамс и др., 2006), но сагиттальная форма диска объясняет большую часть различий в кривизне поясничного отдела у взрослых (Shefi et al., 2013). Таким образом, при учете ковариации между межпозвоночными дисками и кривизны поясничного отдела мы прогнозируем, что LL остается прочно связанным со спинномозговой SA.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Участники

Участники исследования были набраны из района Большого Бостона для серии из трех экспериментов, проводимых в разные дни в течение 4 месяцев (см. Castillo et al., 2017). Набирали только молодых людей в возрасте 18–35 лет, чтобы свести к минимуму возможность возрастных дегенеративных изменений положения позвоночника (Schwab et al., 2006). Перед экспериментами был проведен опросник по общему состоянию здоровья, и участники были исключены, если они сообщили о болях в спине, радикулите, сколиозе, серьезных заболеваниях или травмах в течение последних 3 месяцев, которые могли нарушить походку. Двадцать семь участников (14 мужчин, 13 женщин) завершили описанный здесь эксперимент. Участники выбрали диапазон роста и массы тела (Таблица 1).Исследование было одобрено Комитетом по использованию людей в Гарвардском университете. Письменное информированное согласие было дано до участия. Все экспериментальные протоколы проводились с 15:00 до 18:00 для контроля циркадных эффектов вязкоупругого ползучести в тканях позвоночника (Strickland and Shearin, 1972; Whitehouse et al., 1974; Lampl, 1992; Botsford et al., 1994; Voss and Bailey, 1997; Tillmann and Clayton, 2001).

Таблица 1.

Сводка антропометрических данных участников

Визуализация

Перед участием в экспериментах людей сканировали с помощью магнитно-резонансной томографии (МРТ), проведенной в Центре нейровизуализации Центра науки о мозге Гарвардского университета с использованием Siemens TIM Trio (3-Т) сканер.Протоколы визуализации описаны в Castillo et al. (2017). Вкратце, стандартные катушки для позвоночника и большой гибкости сканировали участников в нейтральном положении лежа на спине (ноги вытянуты, а руки лежат по бокам). Среднесагиттальное сканирование «локализатором» в один срез (время повторения TR = 8,6 мс, время эхо-сигнала TE = 4 мс; толщина 7 мм, пиксель 1,7 мм ^-1 ) использовалось для ориентирования людей в сканере. С помощью среднесагиттального сканирования максимальная высота диска (MDH) была измерена в дорсовентральном центре диска как наибольшее кранио-каудальное расстояние вдоль оси поясничного отдела позвоночника для шести межпозвонковых уровней (от T12 / L1 до L5 / S1) с использованием ImageJ. (Национальные институты здоровья, Бетесда, Мэриленд, США).Предполагая изометрическое масштабирование толщины сагиттального диска с массой тела, средняя высота диска была стандартизирована по размеру путем вычисления относительной максимальной высоты диска (relMDH) как куба MDH, деленного на массу тела.

Процедуры

Участники исследования ходили босиком во время экспериментов, чтобы уменьшить СА от пассивных структур, таких как обувь (Paul et al., 1978; Whittle, 1999; Addison and Lieberman, 2015). Участников проинструктировали использовать схему ударов задней частью стопы во время беговых испытаний для контроля возможных изменений в передаче толчков в поясничном отделе и временной реакции спинной мускулатуры, вызванной различными схемами ударов стопы (см. Ogon et al., 2001; Delgado et al., 2013). После оснащения акселерометрами и маркерами отслеживания движения (см. Ниже) участники стояли неподвижно в нейтральном положении, удобно расположив руки по бокам в течение 30 секунд, в то время как 3D-кинематика измеряла статическое положение стоя. Затем участники ходили и бегали на беговой дорожке с инструментами со встроенными силовыми пластинами, регистрирующими кинетику при 1000 Гц (Bertec, Огайо, США). Участники были проанализированы ходьбой с последующим бегом. Скорость была сделана безразмерной и стандартизирована для длины нижних конечностей в виде чисел Фруда ( Fr ), чтобы учесть различия в размерах тела, такие как:

(1) где v — скорость, g — ускорение свободного падения и l — длина конечности от большого вертела до земли (Alexander and Jayes, 1983).Испытания проводились при безразмерных числах Фруда 0,25 и 1,00, что соответствует средним (± стандартное отклонение) скоростям 1,53 ± 0,16 м с ^-1 для ходьбы и 3,00 ± 0,18 м с ^-1 для бега. Каждое испытание длилось 2 минуты, в течение которых 30 секунд акселерометра и кинематические данные собирались одновременно примерно в середине испытания.

Акселерометры

Два трехосных пьезоэлектрических акселерометра (модель Endevco 35A, Сан-Хуан-Капистрано, Калифорния, США) были прикреплены к крошечным прямоугольным кускам алюминия (21.5 × 14,0 × 0,5 мм) с использованием цианоакрилата. Общая масса каждого датчика, включая алюминиевую опору и подводящие провода, составляла 2,7 г. Акселерометры были прочно прикреплены к коже над уровнями позвонков T12 / L1 и L5 / S1 с помощью липкой ленты. Эти анатомические местоположения были определены путем пальпации и подсчета основных остистых отростков позвонков для определения интересующих межпозвонковых уровней, предполагая, что пять прекрестцовых позвонков находятся в поясничном отделе. Расположение акселерометра T12 / L1 и L5 / S1 было выбрано для изолирования СА в поясничном позвоночнике, измеряя удары от земли в пояснично-крестцовом суставе (т.е.е. «Поясница») и исходящие ударные удары в грудопоясничном суставе (т. Е. «Середина спины»). Вертикальные ( z ) оси акселерометров были выровнены с краниокаудальной осью позвоночника, а поперечные ( y ) оси были выровнены с дорсовентральной осью тела. Датчики питались и усиливались формирователем сигнала Isotron (модель Endevco 2793), который передавал сигнал с частотой дискретизации 1000 Гц на общую плату аналого-цифрового преобразователя, которая синхронизировалась с кинематическими данными (см. Ниже).Чтобы уменьшить колебания мягких тканей, кожа, прилегающая к каждому акселерометру сбоку, была «предварительно нагружена» путем ручного растяжения и закрепления кожи перпендикулярно краниокаудальной оси позвоночника с помощью кинезиологической ленты (KT ™). Мы решили предварительно натянуть кожу лентой и использовать акселерометры с малой массой, чтобы увеличить жесткость соединения между датчиком и кожей. Было показано, что использование маломассивных акселерометров и предварительной нагрузки на кожу являются эффективными методами уменьшения артефактов движения из-за вибрации инерционного датчика и кожи (Saha and Lakes, 1977; Ziegert and Lewis, 1979; Nokes et al., 1984; Трухильо и Басби, 1990; Огонь и др., 2001; Форнер-Кордеро и др., 2008).

Чтобы удалить потенциально подверженный ошибкам низкочастотный компонент и высокочастотный шум (James et al., 2014), сигналы акселерометра были отфильтрованы с использованием нулевого цифрового фильтра Баттерворта второго порядка с отсечкой верхних частот на 10 Гц. согласно Giandolini et al. (2016) и отсечка нижних частот на 60 Гц после Hennig и Lafortune (1991) и Gruber et al. (2014). Подвыборка данных акселерометрии была взята в пределах 5-секундного окна в середине каждого 30-секундного испытания, что соответствует приблизительно 10 и 15 шагам во время ходьбой и бегом, соответственно.Данные из подвыборки были центрированы по среднему и отклонены от тренда, а мощность сигналов акселерометра в нижней и средней части спины во время фазы опоры была рассчитана с помощью анализа спектральной плотности мощности (PSD) с использованием быстрого преобразования Фурье. Следуя Gruber et al. (2014), PSD были вычислены от 0 до частоты Найквиста и нормализованы до 1 Гц. Сумма степеней от 0 до Найквиста использовалась для нормализации сигналов до их среднеквадратичных амплитуд (Gruber et al., 2014). PSD был рассчитан для низкого (PSD _{, низкий} ) и среднего (PSD _{, средний} ) ускорений.SA между датчиками измерялась с использованием передаточной функции, выраженной в децибелах (дБ), как:

(2) таким образом, что отрицательные значения представляют затухание сигнала, а положительные значения представляют усиление сигнала. Эта процедура использовалась для расчета пиковой мощности (PP _{low, i} , PP _{mid, i} ) из профилей PSD и среднего затухания ударной волны (MSA _i ), где i представляет вертикальное ( z ), поперечные ( y ) или результирующие (r) размеры сигналов акселерометрии.Такие методы широко используются для анализа ослабления ударов шока во время передвижения человека (например, Hamill et al., 1995; Derrick et al., 1998; Mercer et al., 2002; Edwards et al., 2012; Gruber et al. , 2014; James et al., 2014; Giandolini et al., 2016).

Kinematics

Для визуализации движений всего тела маркеры были прикреплены к левому и правому бугоркам пяточной кости, головкам первой и пятой плюсневых костей, медиальным и латеральным малеолам, медиальным и латеральным надмыщелкам бедра, большим вертлугам, передним и задним верхним подвздошным отросткам. гребни подвздошной кости, акромиальные отростки, медиальный и латеральный надмыщелки плечевой кости, локтевые и радиальные шиловидные отростки, стернальная вырезка, остистый отросток C7 и лобные возвышения лба.Маленькие светоотражающие маркеры были также прикреплены к семи остистым отросткам, приближающим уровни T12 к S1 позвонкам. Трехмерные кинематические данные были получены с частотой 200 Гц с использованием 8-камерной инфракрасной системы захвата движения (Oqus 1 Series, Гетеборг, Швеция) и программного обеспечения для отслеживания Qualysis (версия 2.10).

Степень LL определялась как центральный сагиттальный угол (θ) с использованием внешних спинальных маркеров (рис. 1). Метод стандартизованного по размеру центрального угла надежно измеряет кривизну поясничного отдела позвоночника, сильно коррелируя со стандартными радиологическими методами количественного определения LL, включая угол Кобба (Castillo et al., 2017). Центральный угол, который также позволяет проводить динамические измерения LL во время экспериментальных исследований in vivo , рассчитывается как отношение длины изогнутой дуги поясничного отдела позвоночника к его радиусу кривизны. Среднее значение LL стоя (Standing LL _{, среднее значение} ) рассчитывалось путем нахождения центрального угла наилучшего круга наименьших квадратов, проходящего через семь точек, представляющих маркеры на остистых отростках T12 – S1, усредненных за 2-минутное статическое испытание стоя. Для динамического измерения лордоза (Dynamic LL) та же процедура была выполнена путем нахождения центрального угла наиболее подходящего круга через эти семь поясничных спинномозговых маркеров для каждого кинематического кадра испытания.Средний центральный угол в течение 30-секундного испытания использовался для количественной оценки среднего значения Dynamic LL _{. Поскольку динамические изменения LL во время передвижения колеблются примерно по синусоидальной схеме, средняя амплитуда углового смещения поясничного лордоза (LL amp ) была найдена путем вычисления среднеквадратичной амплитуды динамического LL для всего исследования. Средняя скорость углового смещения поясничного лордоза (LL vel ) была найдена путем вычисления средней производной первого порядка изменения динамического LL по времени (рис.2).}

Рис. 1.

Обычная регрессия методом наименьших квадратов (OLS) между статическим стоячим лордозом и динамическим лордозом во время ходьбы и бега для всех участников этого исследования ( n = 27). Была обнаружена сильная корреляция между стоячими и динамическими позами (LL _{, среднее значение} , среднее значение поясничного лордоза). Уравнение регрессии для ходьбы (пунктирная линия): Динамическое среднее значение LL = 0,58 Среднее значение LL +4,48. Уравнение регрессии для бега (сплошная линия) было: Динамическое среднее значение LL = 0.56 Постоянный LL _{означает} +8,51. θ — центральный угол поясничного лордоза.

Рис. 2.

Примеры динамических изменений лордоза и фильтрованных сигналов ускорения во временной области для средней и нижней части спины во время ходьбы и бега. Данные были взяты у репрезентативного участника этого исследования ( n = 1). Время было стандартизировано как процент шага для сравнения походок. Время стойки для левой ступни (черный прямоугольник) и правой ступни (белый прямоугольник) показано буквами E и F, а время контакта ступни показано вертикальной пунктирной линией на всех панелях в пределах одной походки.(A, B) Lordosis показал повторяющиеся модели колебаний при уменьшении LL и увеличении LL с каждым шагом. Изменения лордоза во время спинальных колебаний (ΔLL) использовались для количественной оценки амплитуды углового смещения лордоза (LL _amp ). Изменение лордоза во времени (ΔLL / Δ t ) измеряли угловую скорость смещения лордоза (LL _vel ). (C – F) Ускорения в средней части спины (серые линии) и в нижней части спины (черные линии) показаны для вертикальных, поперечных и результирующих размеров во время ходьбы и бега.

Статистический анализ

Чтобы проверить, влияют ли вариации LL на ослабление поясничного толчка, были отдельно проведены обычные регрессии методом наименьших квадратов (OLS) между SA и постоянным LL _{средним} и динамическим LL _{средним} во время ходьбы и бега. Сосредоточившись на ударах в сагиттальной плоскости, результирующее среднее затухание удара (MSA _r ) использовалось в качестве зависимой переменной в этих моделях, поскольку предыдущая работа показала, что результирующие значения могут иметь большее значение для оценки удара, чем отдельные вертикальные или поперечные компоненты. (Джандолини и др., 2016). Поскольку отрицательные значения MSA _r указывают на более высокое ослабление поясничного шока, корреляция между лордозом и MSA _r была отрицательной.

Динамические изменения LL были проанализированы, чтобы выяснить, объясняются ли различия в MSA _r поясничными движениями позвоночника во время локомоции. Были исследованы только беговые испытания, поскольку было обнаружено, что MSA _r не коррелирует с LL во время ходьбы. Предполагая, что поясничный отдел позвоночника ведет себя как балка Эйлера – Бернулли, содержащая упругие и вязкие элементы, мы предположили, что общий вязкоупругий ответ поясничного отдела позвоночника на ударные колебания будет соответствовать обобщению Кельвина – Фойгта (Herrmann, 2008).Таким образом, упругая реакция позвоночника на ударные удары была предсказана пропорциональна LL _amp , в то время как ее демпфирующая реакция была предсказана пропорциональной LL _vel . Чтобы учесть потенциальную ковариацию между амплитудой и скоростью смещения кривизны, с помощью множественной регрессии было проверено влияние LL _vel и LL _amp как независимых переменных по сравнению с MSA _r как зависимой переменной. Динамическое среднее значение LL также было включено в качестве ковариаты модели для учета потенциальной ковариации между положением поясницы и параметрами движения позвоночника.

Поскольку диски часто считаются пассивными «амортизаторами» позвоночника, мы также исследовали степень, в которой межпозвонковые диски объясняют вариации СА. Для нахождения двумерной связи между relMDH и запущенным MSA _r использовалась регрессия OLS. Чтобы проверить, является ли LL прогностическим фактором поясничной SA после учета ковариации с высотой диска, пропорция дисперсии, объясненная в регрессии OLS, сравнивалась с множественной регрессией, содержащей бегущий MSA _r в качестве зависимой переменной и среднее значение relMDH и Standing LL _. как независимые переменные.

Вся обработка и анализ данных проводились в R v3.3.2 (https://www.R-project.org/). Мы исследовали предположения о нормальности в распределениях переменных, используя тест Шапиро – Уилка. Было обнаружено, что постоянное среднее значение LL _{и среднее значение} динамического LL _{имеют логарифмически нормально распределенные и, таким образом, логарифмически преобразованные. В парных тестах t- сравнивались различия между переменными ходьбой и бегом. Двумерные связи между непрерывными переменными были протестированы с использованием регрессии OLS и корреляций Пирсона, и значения R ² количественно оценили долю дисперсии, объясняемую регрессионными моделями.В моделях множественной регрессии сообщается о стандартизованных значениях β для сравнения размеров эффекта.}

РЕЗУЛЬТАТЫ

Положение поясницы было одинаковым в покое и динамических испытаниях. Среднее значение стоя LL _{и среднее} динамического LL _{сильно коррелировали друг с другом во время ходьбы ( r = 0,81, P <0,0001) и бега ( r = 0,75, P <0,0001). Наклон регрессий для ходьбы (наклон = 0,58, 95% ДИ = 0,50–0,76) и бега (наклон = 0.56, 95% ДИ = 0,35–0,77) были существенно меньше 1, что указывает на то, что поясничные позы участников были более прямыми динамически, чем в положении стоя (рис. 1). Этот эффект был наиболее выражен среди людей со средним значением Standing LL более 30 градусов. Среднее значение} (40,5 ± 15,9 °) при стоянии LL _{было на 46% больше, чем при ходьбе, среднее значение динамического LL ( P <0,0001) и на 31% больше, чем при беге, среднее значение динамического LL ( P = 0,0002). Сравнивая движение поясницы между походками, ходьбой и бегом, Dynamic LL показала повторяющийся паттерн колебаний при каждом шаге (рис.2А, Б). Динамическое среднее значение LL было на 11% больше во время бега, чем во время ходьбы ( P = 0,01) (таблица 2). LL amp во время бега был на 44% больше, чем во время ходьбы ( P = 0,0001), а LL vel во время бега был на 57% больше, чем во время ходьбы ( P = 0,0005) (Таблица 2).}

Таблица 2.

Сравнение динамических переменных при ходьбе и беге

Спектры мощности сигналов акселерометра для нижней и средней части спины четко отделили среднечастотные диапазоны ударов от высокочастотных резонансных диапазонов (рис.3). Частота удара составляла от 16 до 27 Гц с пиком около 23 Гц для ходьбы (рис. 3A) и от 10 до 20 Гц с пиком на 16 Гц для бега (рис. 3B). Компонент более высокой резонансной частоты был аналогичен для двух аллюров: от 25 до 35 Гц с пиками 32 Гц для ходьбы и 30 Гц для бега. При сравнении походок средняя результирующая пиковая мощность во время бега была примерно в 50 раз больше в средней части спины и более чем в 100 раз больше в нижней части спины по сравнению с таковой во время ходьбы ( P <0.0001) (таблица 2). При ходьбе средняя результирующая пиковая мощность была на 46% больше на акселерометре средней части по сравнению с акселерометром нижней части спины во время ходьбы ( P = 0,03), но во время бега наблюдалась противоположная картина, при этом пиковая мощность в нижней части спины была на 47% больше. чем у середины спины ( P = 0,02). Как показано в таблице 2, различия в результирующей пиковой мощности в основном были вызваны различиями в поперечной мощности, а не в вертикальной мощности во время ходьбы и вертикальной мощности во время бега. Пиковая мощность при ходьбе в поперечном направлении была вдвое выше, чем в вертикальной в средней части спины ( P <0.0001), но не было никаких различий между вертикальной и поперечной пиковой мощностью в нижней части спины. Напротив, не было различий в поперечной пиковой мощности в средней и нижней части спины во время бега, но вертикальная пиковая мощность при беге была в 28 раз больше, чем поперечная пиковая мощность в нижней части спины ( P <0,0001) и в 16,5 раз. больше, чем поперечная пиковая мощность в средней части спины ( P <0,0001) (Таблица 2).

Рис. 3.

Спектры мощности при ходьбе и беге. Спектральная плотность мощности (PSD) для результирующих сигналов ускорения в нижней и средней части спины (серая пунктирная линия) показана для (A) ходьбы и (B) бега в виде средних значений для всех участников исследования ( n = 27) с 95 % доверительных интервалов, представленных заштрихованными областями.Прямоугольниками указаны диапазоны ударных и резонансных частот. Средний частотный компонент, связанный с ударами, был обнаружен между 16 и 27 Гц с пиком 23 Гц для ходьбы и между 10 и 20 Гц с пиком 16 Гц для бега. Высокочастотный резонансный компонент для обеих походок находился в диапазоне от 25 до 35 Гц, в среднем 32 Гц для ходьбы и 30 Гц для бега. Обратите внимание, что масштаб графиков по осям и отличается для A и B, потому что пиковая мощность при ходьбе была на несколько порядков меньше, чем пиковая мощность при беге (Таблица 2).

MSA _r составлял -0,77 дБ во время бега по сравнению с 2,10 дБ во время ходьбы ( P = 0,003), но не было различий между походками для отдельных компонентов ослабления поперечной или вертикальной сотрясения (таблица 2). Не было никакой связи между LL и ослаблением удара во время ходьбы (рис. 4). Ходьба MSA _r не коррелировала со средним значением Standing LL ( r = 0,25, P = 0,21) и средним динамическим LL ( r = 0.15, P = 0,47). Тем не менее, выполнение MSA _r отрицательно коррелировало как со средним значением Standing LL ( r = -0,55, P = 0,004), так и со средним значением Dynamic LL ( r = -0,50, P = 0,009). . Поскольку отрицательные значения MSA _r указывают на ослабление, регрессия OLS продемонстрировала, что 1% -ное увеличение постоянного лордоза было связано с увеличением ослабления шока на 9,8%, а увеличение динамического лордоза на 1% было связано с 10% -ным увеличением ослабления.Переводя эти эффекты из децибел в отношения мощностей сигналов, модель OLS предсказывает более чем 64% -ное снижение мощности сигнала низкого и среднего уровня спины во время бега для участников с самым высоким динамическим LL _{, среднее значение} , отобранное в этом исследовании. Для участников с самым низким динамическим LL _{, среднее значение} , отобранных в этом исследовании, регрессия OLS предсказывала 42% -ное увеличение мощности сигнала между нижней и средней частью спины во время бега.

Рис. 4. Регрессия

OLS для статического положения и динамического LL регрессировала по сравнению с результирующим средним затуханием ударов (MSA _r ) во время ходьбы и бега для всех участников исследования ( n = 27). Постоянное среднее значение LL (A) и среднее значение динамического LL (B) измерялись в градусах. Затухание измерялось в децибелах (дБ), поэтому положительные значения для MSA _r указывают на усиление мощности сигнала, отрицательные значения указывают на затухание сигнала, а нулевое значение указывает на одинаковую мощность сигналов акселерометра среднего и нижнего уровня. Не было никакой связи между ослаблением шока и любым показателем лордоза во время ходьбы, но была сильная отрицательная связь во время бега.

LL _amp и LL _vel имели противоположные ассоциации с MSA _r во время работы (рис. 5). Модель множественной регрессии ( R ² = 0,41) показала, что LL _amp имеет отрицательную связь с бегом MSA _r (β = -0,40, P = 0,05), что позволяет предположить, что поясничный отдел позвоночника увеличился в размерах. угловые смещения при лордозе во время бега имели большее ослабление поясничного толчка (таблица 3). Кроме того, LL _vel имел положительную связь с бегущим MSA _r (β = 0.40, P = 0,05), предполагая, что более высокие темпы углового смещения лордоза были связаны со снижением ослабления поясничного шока. Ковариата модели, динамическое среднее значение LL (не показано), также была сильным предиктором бега MSA _r (β = -0,53, P = 0,005), что указывает на то, что искривление поясницы оставалось тесно связанным с большим ослаблением удара после контроль за эффектами движения позвоночника.

Рис. 5.

Графики частичной регрессии, показывающие отдельные эффекты переменных на MSA _r во время бега ( n = 27). (A) Графики показаны после контроля амплитуды углового смещения лордоза (LL _amp ; A) и скорости углового смещения лордоза (LL _vel ; B) в модели множественной регрессии. Для сравнения силы размеров эффекта переменные показаны как масштабированные ( z -балл) остатки модели, а коэффициенты регрессии показаны как стандартизованные значения β (таблица 3).

Таблица 3.

Модель множественной регрессии, проверяющая связь между поясничным движением позвоночника и ослаблением поясничного удара.

relMDH был тесно связан с ослаблением удара во время бега.relMDH показал отрицательную корреляцию с MSA _r ( r = -0,46, P = 0,02), что указывает на то, что более толстые диски ослабляют большее количество ударных воздействий (рис. 6A). После учета эффектов позы поясницы, relMDH оказал отрицательное влияние на MSA _r (β = -0,38, P = 0,02) (рис. 6B), но Standing LL _mean имел еще более сильную отрицательную связь с MSA _r (β = -0,49, P = 0,005) (фиг. 6C). В результате стоячий лордоз был более сильным предиктором ослабления шока, чем высота межпозвонкового диска (Таблица 4).

Рис. 6. Регрессия

OLS для влияния относительной максимальной высоты диска (relMDH) на MSA _r . (A) Регрессия OLS между relMDH и MSA _r во время бега для всех участников исследования ( n = 27). (B, C) Графики частичной регрессии, показывающие эффекты relMDH и лордоза (постоянное значение LL _{, среднее значение} ) в качестве предикторов MSA _r во время бега после контроля других переменных в модели множественной регрессии. Для сравнения силы величины эффекта переменные показаны в виде масштабированных ( z -баллов) остатков модели, а коэффициенты регрессии показаны в виде стандартизованных значений β в B и C (таблица 4).

Таблица 4.

Множественная регрессионная модель, в которой проверяется, предсказывает ли стоячий поясничный лордоз ослабление поясничного лордоза после контроля относительной высоты поясничного диска (relMDH)

ОБСУЖДЕНИЕ

Целью этого исследования было изучить, как влияют вариации поясничного лордоза in vivo ослабление шока через нижнюю часть позвоночника во время передвижения у здоровых людей. Лордоз количественно определяли в естественной позе стоя, а также динамически при ходьбе и беге босиком, а поясничную СА измеряли с помощью небольших акселерометров, прикрепленных к коже над грудопоясничным и пояснично-крестцовым суставами.Нашим основным открытием была сильная связь между LL и поясничной SA во время бега (но не при ходьбе), что объясняет примерно 30% вариации результирующей SA во время бега. Эти результаты предполагают, что на каждый 1% увеличения LL происходит 10% -ное увеличение поясничной SA, что подтверждает основную гипотезу этого исследования в отношении бега, но не ходьбы.

Результирующая СА в поясничном отделе позвоночника во время бега (-0,8 ± 3,1 дБ) была намного менее интенсивной, чем уровни результирующей СА, измеренные ранее с помощью акселерометров, прикрепленных к большеберцовой кости и крестцу (−4.0 ± 3,1 дБ) (Giandolini et al., 2016). Это различие, вероятно, объясняется тем фактом, что большинство пассивных и активных механизмов СА связаны с нижней конечностью (например, обувь, податливость нижней конечности, жесткость подложки), поэтому величина шока уже в основном уменьшается к тому времени, когда она достигает позвоночного столба (Пол и др., 1978; Уиттл, 1999; Деррик и др., 1998; Батлер и др., 2003; Эдвардс и др., 2012; Джеймс и др., 2014; Аддисон, Либерман, 2015). СА нижних конечностей, вероятно, также объясняет различия в ускорении поясничного шока при ходьбе и беге.Результирующая пиковая мощность, измеренная акселерометром нижней части спины во время ходьбы, была на два порядка меньше, чем во время бега (таблица 2), что позволяет предположить, что большая часть ударного шока, генерируемого во время ходьбы, ослабляется, прежде чем достигнет позвоночника, и только очень низкие уровни Спинальный шок ослабляется во время ходьбы по сравнению с бегом.

Изучая взаимосвязь между динамическими изменениями при лордозе и ослаблением удара, мы обнаружили поддержку идеи о том, что поясничный отдел позвоночника действует как вязкоупругая система для ослабления ударов во время бега.Движение поясничного отдела позвоночника во время ходьбы и бега показало, в основном, двойной пик в течение цикла походки, а общее изменение углового смещения лордоза, о котором здесь сообщается, согласуется с сегментарными смещениями позвоночника, описанными в предыдущих исследованиях (Syczewska et al., 1999; Levine et al. ., 2007; Димитриадис и др., 2011). Однако движение в поясничном отделе позвоночника показало, что менее динамично податливые поясничные отделы (т.е. меньшие амплитуды углового смещения лордоза) связаны с более низкими уровнями СА во время бега.Кроме того, демпфирующее поведение наблюдалось из-за связи между SA и более низкой частотой углового смещения лордоза. Таким образом, жесткость и демпфирующие свойства нижней части спины могут изменяться вместе с LL, чтобы модулировать поясничную SA (рис. 5). Однако остается неизвестным, какие ткани отвечают за это поведение и как ткани реагируют на поясничные толчки. Многочисленные эластичные (например, сухожилия) и вязкие (например, диски) структуры в поясничном отделе позвоночника могут пассивно реагировать на ударные удары, но способность тканей позвоночника накапливать большое количество энергии напряжения и эффективно рассеивать тепло в таких структурах, как диски (которые в основном бессосудистые). ), вероятно, минимален (Alexander, 1997; Adams et al., 2006). Таким образом, мы предполагаем, что активность мышц туловища является основным фактором, влияющим на динамическую жесткость поясницы и демпфирующее поведение. Необходимы дальнейшие исследования, чтобы понять, как активация мышц влияет на движение поясницы и влияет на ослабление спинномозгового шока во время походки человека.

Межпозвоночные диски являются причиной большинства вариаций кривизны поясничного отдела у взрослых (Shefi et al., 2013), но еще одним ключевым выводом этого исследования является то, что центральная относительная толщина дисков объясняет только 20% вариаций в результирующей СА. во время бега (рис.6). После учета эффектов LL и толщины диска, вариации кривизны поясничного отдела оказывали гораздо более сильное влияние на SA, чем диски, которые вместе объясняли более чем вдвое большую вариацию (44%) в поясничной SA по сравнению с одной толщиной диска. Вопреки мнению о том, что межпозвонковые диски являются основными «амортизаторами» поясничного отдела позвоночника (Волошин и др., 1981, 1998; Волошин, Воск, 1982; Александр, 1997; Адамс и др., 2006), эти данные свидетельствуют о том, что сагиттальная форма позвоночника может быть более важной для ослабления ударных ускорений, чем диски.

Поскольку гипотезы, проверенные в этом исследовании, требуют надежных измерений СА в поясничном отделе позвоночника, мы исследовали ускорения в частотной области с помощью анализа PSD, который выявил отчетливые пики мощности с центрами около 23 Гц для ходьбы и 16 Гц для бега (рис. 3), оба в пределах диапазонов частот ударов, о которых сообщалось ранее (James et al., 2014; Bobbert et al., 1991; Shorten and Winslow, 1992; Derrick et al., 1998; Mercer et al., 2002; Hamill et al., ., 1995; Эдвардс и др., 2012; Грубер и др., 2014; Джандолини и др., 2016). Мы также обнаружили, что резонансная частота инерционного датчика составляет примерно 31 Гц как для ходьбы, так и для бега, что близко к средней частоте собственных колебаний 30 Гц, сообщенной Китадзаки и Гриффином (1995), которые также использовали прилагаемые маломассивные акселерометры. к коже, покрывающей остистые отростки поясницы. Вместе эти результаты повышают уверенность в методах, используемых для измерения передачи толчков в поясничном отделе в этом исследовании.

Это исследование дополнительно подчеркивает важность анализа как поперечных, так и вертикальных компонентов ударного удара во время передвижения.Как пришли к выводу предыдущие авторы, поперечные и результирующие ускорения предоставляют полезную информацию для оценки удара по сравнению с анализом только вертикальных ускорений (Giandolini et al., 2016). Например, размерный вклад пиковой мощности объясняет различия в SA между походками и взаимосвязь между SA и LL. Основным различием между ускорениями при ходьбе и беге была повышенная пиковая поперечная мощность во время ходьбы. Повторюсь, поперечная пиковая мощность при ходьбе была вдвое выше вертикальной мощности в средней части спины, что приводило к среднему усилению сигнала, а не к ослаблению, что не является необычным в исследованиях ударных ударов и чаще всего приписывается дифференциальному движению сегментов тела вибрации около резонансной частоты или кинематики суставов во время фазы опоры (Shorten and Winslow, 1992; Hamill et al., 1995; Gruber et al., 2014). Наше открытие высоких поперечных ударных ускорений во время ходьбы также может быть связано с более высокими переднезадними импульсами GRF, сообщаемыми при ходьбе босиком. Нильссон и Торстенссон (1989) исследовали GRF в соответствии со схемой ударов стопы и показали, что люди, идущие босиком со скоростью 1,5 м с ^-1 , имели переднезадние тормозные импульсы, которые были примерно на две трети больше, чем у людей, использующих схему ударов задней частью стопы, в то время как на скорости 3 м с ⁻¹ .Поскольку в предыдущих исследованиях ослабления ударов при ходьбе босиком в основном рассматривались вертикальные ударные ускорения (например, James et al., 2014), неизвестно, являются ли повышенные поперечные удары, обнаруженные в этом исследовании, репрезентативными для ходьбы босиком в целом.

Во время работы пиковая мощность по вертикальной оси в 16–28 раз превышала пиковую мощность по поперечной оси. Это открытие предполагает, что корреляция между LL и SA в основном обусловлена ​​вертикальными, а не поперечными силами.Хотя механизмы, лежащие в основе размерных различий пиков ускорения при беге и их связь с формой поясничного отдела позвоночника, неясны, одно из объяснений может заключаться в том, что вертикальная пиковая мощность связана с кинематикой походки. Известно, что больший наклон таза (и, предположительно, более высокий LL) связан с более длинными шагами и более жесткой позой нижних конечностей (Levine and Whittle, 1996; Vialle et al., 2005; Franz et al., 2009; Hamill et al., 2009). . Таким образом, возможно, что повышенная жесткость нижних конечностей вызывает более высокие уровни вертикальных сил через позвоночник во время бега.Однако в будущем необходима работа, чтобы лучше понять, как взаимодействуют пояснично-тазовые движения и в какой степени они влияют на ослабление спинномозгового шока.

Ограничения

У этого исследования было несколько заметных ограничений. Во-первых, набирались только здоровые молодые люди (в основном студенты), таким образом, выборка была произведена из узкого диапазона вариаций уровней физической активности, возраста и других факторов, которые могут влиять на поясничную СА. Во-вторых, это исследование опиралось на внешние показатели LL. Хотя используемый здесь метод центрального угла сильно коррелирует с радиологическими стандартами (например,грамм. Cobb LA), этот метод менее точен, чем методы радиологической визуализации (обсуждение см. В Castillo et al., 2017). В-третьих, эти эксперименты проводились на босоногих участниках. Хотя участников проинструктировали использовать схему ударов задней частью стопы во время всех испытаний, мы не проводили строгий кинематический анализ схемы ударов стопой. Существует обширная литература, демонстрирующая влияние обуви и характера ударов на удар во время передвижения, что могло повлиять на результаты этого исследования (Boyer et al., 2014; Диверт и др., 2005; Либерман и др., 2010; Kulmala et al., 2013; Джандолини и др., 2016). Тем не менее, качественное исследование post hoc данных силовой плиты, собранного в этом исследовании, показало, что 25 из 27 участников имели четко видимые и последовательные переходные процессы в их вертикальных GRF. Поскольку модели ударов передней частью стопы связаны с уменьшением кратковременных ударов (Lieberman et al., 2010), предполагается, что большинство участников исследования использовали удары задней частью стопы. Поэтому мы уверены, что характер ударов стопы не оказал сильного влияния на взаимосвязь между LL и поясничной SA, измеренной в этом исследовании.В-четвертых, мы анализировали только одну скорость для каждой походки. Хотя скорость может влиять на SA, нашей целью было изучить только умеренные скорости ходьбы, в течение которых мы могли бы установить базовые показатели поясничной SA и движения позвоночника. В будущих исследованиях будет полезно изучить взаимосвязь между LL и поясничной SA в зависимости от скорости. Пятое ограничение этого исследования заключается в том, что оно сосредоточено на анализе толщины межпозвоночного диска, а не на других аспектах морфологии диска. Мы полагались на максимальную высоту диска в середине диска, потому что предполагали, что этот показатель будет связан с механической реакцией пулопозного ядра, которое часто считается источником поглощения межпозвонкового удара.Но другие аспекты морфологии диска, такие как заклинивание диска, могут быть биомеханически значимыми, и их роль в спинномозговой SA должна быть исследована дополнительно. Наконец, в этом исследовании не изучались другие особенности активной СА, такие как кинематика нижних конечностей или активация мышц туловища. Поскольку целью этого эксперимента было понять взаимосвязь между положением поясницы (и изменениями в позе) и передачей спинномозгового шока, были исследованы только переменные, связанные с движением позвоночника и ускорениями. Тем не менее, в последующих исследованиях следует рассмотреть вопрос о том, как жесткость суставов нижних конечностей и активация мышц туловища могут влиять на выявленные здесь паттерны СА.

Выводы

В целом, это исследование демонстрирует, что LL оказывает функциональное влияние на передачу удара через осевой скелет человека во время динамических нагрузок с высокой ударной нагрузкой, таких как бег, что еще раз подчеркивает важную роль поясничного отдела позвоночника в передаче энергии между верхним и нижняя часть тела во время ходьбы (Gracovetsky, Iacono, 1987; Syczewska et al., 1999; Grasso et al., 2000). Но лордоз — это только один структурный компонент высоко интегрированной биомеханической системы, включающей множество параметров (например,грамм. кинематика конечностей, наклон таза, грудной кифоз и т. д.), все со сложными и взаимодействующими эффектами. Хотя это исследование не смогло напрямую проверить фундаментальную причину более высоких уровней SA у людей с большим лордозом, мы предполагаем, что коррелированные кинематические паттерны LL, длины шага, податливости конечностей и ударов стопы могут объяснить различия в передаче шока. Люди с пониженным LL склонны использовать более медленную скорость ходьбы и укороченные шаги, а люди с более высоким LL склонны использовать более длинные шаги при беге (Grasso et al., 2000; Сарвахи и др., 2002; Hirose et al., 2004; Franz et al., 2009). Более длинные шаги также связаны с большей опорой на удары задней частью стопы и повышенной жесткостью ног, обе характеристики предполагают увеличение силы удара и риска травм (Lieberman et al., 2015; Davis et al., 2016). Эти факторы могут дать ключ к пониманию связи между вариациями положения позвоночника и передачей шока в позвоночнике человека.

Связь между SA и LL, обнаруженная здесь, также может помочь объяснить некоторые наблюдаемые различия в искривлении поясницы у современных спортсменов (Been and Kalichman, 2014).В то время как спринтеры, бегуны на длинные дистанции и футболисты, как правило, имеют более искривленный поясничный отдел позвоночника, культуристы и пловцы — спортсмены, которые не испытывают повторяющихся ударов, но используют высокие уровни изометрических сокращений в верхней части тела, — имеют гораздо более прямые поясничные позвоночники ( Uetake, Ohtsuki, 1993; Wodecki et al., 2002). Данные этого исследования показывают, что LL выше у спортсменов, для которых бег и динамические нагрузки являются ключевыми, но у спортсменов, которые не испытывают высоких уровней ударных нагрузок, как правило, поясничный отдел позвоночника более прямой, возможно, для устойчивости.Хотя многие другие физические характеристики и переменные физической подготовки зависят от различий LL и функции позвоночника (см. Been and Kalichman, 2014), это исследование дополнительно подтверждает идею о том, что различия LL оказывают значительное влияние на функцию позвоночника.

Учитывая преимущества большего искривления поясницы для SA, последний вопрос, который следует рассмотреть, заключается в том, почему существует такой высокий уровень изменчивости среди современных людей и между группами гомининов. По ископаемым оценкам искривления поясницы предполагается, что у большинства гомининов степень лордоза была в пределах современного человеческого диапазона (Been et al., 2012). Тем не менее, у неандертальцев поясничный отдел позвоночника был гораздо более прямым при крайне низком диапазоне современных вариаций, что предполагает адаптивную функцию для вариабельности лордоза (Gómez-Olivencia et al., 2017; Been et al., 2017a, b). Хотя различия в размере и форме верхней части тела могут быть одним из источников изменчивости лордоза (Castillo et al., 2017), другая гипотеза состоит в том, что новые условия окружающей среды сегодня объясняют более высокие уровни изменчивости LL. Как мы недавно утверждали, снижение уровня физической активности и новое поведение со времен промышленной революции — например, сон на мягких матрасах и продолжительное сидение на стульях в течение дня — могли привести к аномально низкой нагрузке на позвоночник и более слабым, менее стабильным тканям спины ( Кастильо и Либерман, 2015).Но для проверки этой гипотезы требуются подробные сравнительные исследования популяций по всему миру, включая охотников-собирателей и непромышленные сообщества, которые различаются по уровню активности и поведению с нагрузкой на позвоночник (например, привычка переносить тяжелые грузы, использовать более твердые поверхности для сна и т. Д.).

Другая гипотеза состоит в том, что эволюция искривления поясничного отдела позвоночника человека представляет собой компромисс между конкурирующими давлениями отбора. Как показали другие авторы, относительная сила мышц туловища, поддерживающих позвоночник, оказалась важным фактором, лежащим в основе вариаций кривизны поясницы (Kim et al., 2006; Elsayed et al., 2018). Тем не менее, сила гипаксиальных и эпаксиальных мышц демонстрирует сложный компромисс со сагиттальной гибкостью поясницы для изменения кривизны нижней части спины (Castillo et al., 2017), что, возможно, представляет собой основное адаптивное ограничение на положение поясничного отдела позвоночника. Другой важный компромисс может заключаться между риском травмы и эффективным рассеиванием шока. С одной стороны, ослабление позвоночника от сотрясений, связанных с ударами, может быть полезным для стабилизации головы, сохранения зрения во время передвижения и динамической стабильности (Pozzo et al., 1990, 1991; Whittle, 1999). С другой стороны, высокие уровни LL и SA, особенно пассивными, могут способствовать растяжению и повреждению тканей (Hamill et al., 1995). Клинические данные свидетельствуют о связи между LL и патологией позвоночника (Berlemann et al., 1999; Umehara et al., 2000; Kumar et al., 2001; Rajnics et al., 2002; Labelle et al., 2005; Barrey et al. , 2007; Chen, Wei, 2009). Кроме того, результаты этого исследования показывают, что повышенная SA связана с повышенной динамической эластичностью поясницы, что, возможно, свидетельствует о повышенном напряжении в тканях спины.Наши результаты демонстрируют, что пассивные эффекты высоты межпозвоночного диска составляют около 20% СА, что дополнительно указывает на потенциально высокую нагрузку на диски во время динамических изменений положения поясницы. Это может быть важно, например, среди людей с болями в спине, которые демонстрируют снижение способности к СА (Волошин и Воск, 1982) и уменьшение высоты диска после длительной динамической активности, такой как бег (Димитриадис и др., 2011). Таким образом, изогнутые поясничные отделы позвоночника могут способствовать увеличению СА за счет повышенного риска травм, в то время как более прямые поясничные отделы позвоночника, которые могут быть более стабильными и менее подверженными травмам, менее способны противостоять ударным силам, возникающим во время бега.

В целом, мы предполагаем, что это может указывать на то, что менее лордозный поясничный отдел позвоночника неандертальцев мог быть лучше приспособлен для жесткости и устойчивости за счет снижения способности к СА во время динамической активности, такой как бег. Лордоз, вероятно, был ранней двуногой адаптацией для уравновешивания массы двуногой верхней части тела над нижней конечностью, но почему более ранние гоминины, такие как австралопиты, развили степень лордоза, близкую к средней современной человеческой, остается неясным (Been et al., 2012). Хотя австралопиты вряд ли будут бегать на длинные дистанции в той же степени, что и более поздний Homo (Bramble and Lieberman, 2004), другое возможное объяснение состоит в том, что современный человекоподобный лордоз был полезен для лазания, поведение, которое, возможно, сохранялось среди ранних гоминины, о чем свидетельствует морфология их грудной клетки и плеч (Stern and Susman, 1983). Подобно современным скалолазам, у которых поясничный отдел позвоночника более изогнут (Förster et al., 2009), возможно, повышенная кривизна поясницы у австралопитов была полезна для лазания и требовала достаточной эластичности позвоночника, связанной с лордозом (Castillo et al. ., 2017). Необходимы дополнительные исследования, чтобы проверить эти гипотезы и интерпретировать изменчивость LL в летописи окаменелостей гомининов.

Благодарности

Мы благодарим Конни Хсу, Росс Мэйр, Стефани МакМейнс и Тэмми Моран за помощь в сканировании и анализе МРТ. Мы также благодарим Дэвида Уильямса, Мадхусудхана Венкадесана, Анну Уорренер, Эрика Отарола-Кастильо, Брайана Аддисона, Хизер Дингуолл и Эндрю Йегана за полезные обсуждения, связанные с дизайном исследования и анализом. Особая благодарность Дэвиду Пилбиму, Эндрю Бивенеру, Гуоан Ли и двум анонимным рецензентам за их комментарии, которые значительно улучшили рукопись.

СНОСКИ

• Конкурирующие интересы

  Авторы заявляют об отсутствии конкурирующих или финансовых интересов.

• Вклад авторов

  Концептуализация: E.R.C., D.E.L .; Методология: E.R.C., D.E.L .; Формальный анализ: E.R.C .; Расследование: E.R.C .; Ресурсы: D.E.L .; Письмо — черновик: E.R.C .; Написание — просмотр и редактирование: E.R.C., D.E.L .; Визуализация: E.R.C .; Надзор: D.E.L .; Руководство проекта: Э.R.C .; Финансирование: E.R.C.

• Финансирование

  Это исследование было поддержано Фондом Веннера-Грена (грант № 8757) и Фондом Саймонса.

• Поступила 23 января 2018 г.
• Принята 21 марта 2018 г.

• © 2018. Издано компанией Биологи Лтд.

Анатомическая трость с регулируемой высотой и амортизатором

Идеальный выбор Для левшей или правшей трость с регулировкой по высоте и амортизатором обеспечивает максимальный комфорт благодаря индивидуальному дизайну.Эта трость специально подходит для левой или правой ладони, распределяя давление по ладони, чтобы обеспечить поддержку в течение длительных периодов времени.

Основная информация

• Высота: Регулируется от 29 дюймов до 37 дюймов (от 73,5 см до 94 см)
• Цвет вала: Черный
• Рисунок вала: Обычный
• Материал вала: Алюминий
• Тип ручки: Анатомический
• Рисунок ручки: Обычная
• Материал ручки: Пластик
• Цвет ручки: Черный
• Тип наконечника: Резина
• Предельный вес пользователя: 110 )
• Встроенный амортизатор в вал продукта
• В комплекте шнур для запястья

Встроенный амортизатор

На прогулке — не вся мягкая почва и даже местность.Когда трость ударяется о твердую или неровную землю, удар от удара может повлиять на руки, руки и ноги пользователя. Встроенный амортизатор Anatomical Adjustable Cane принимает на себя большую часть этого удара, отвлекая его от пользователя и снижая риск повреждения.

Анатомическая ручка

Простая, но эффективная конструкция этой амортизирующей трости, удобная для захвата и простая в использовании в течение длительного времени, является идеальным помощником как для левшей, так и для правшей. Анатомическая ручка добавляет нотку индивидуальности, так как уникальная форма разработана таким образом, чтобы ладонь идеально ложилась на палку, чтобы снизить нагрузку на руку.

Каковы размеры натурального тростника дерби?

Простота использования лежит в основе конструкции этой трости. Простой переключатель и винтовой фиксатор позволяют регулировать трость от 29 дюймов до 37 дюймов (от 73,5 до 94 см), чтобы обеспечить индивидуальное использование для широкого круга пользователей без ущерба для правильной осанки из-за использования вспомогательного приспособления неправильного размера.

Когда можно использовать черную регулируемую трость?

Анатомическая трость готова к использованию днем ​​или ночью.