Компьютерная диагностика двигательной активности пальцев руки человека на основе биомеханического моделирования

• Автор: Гринягин, Иван Владимирович
• Шифр специальности: 03.01.09
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 170 с. : 46 ил.

СОДЕРЖАНИЕ
СОДЕРЖАНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Распространенность повреждений кисти и их значимость

1.2 Изучение патологически измененных движений в клинике

1.3 Оборудование для записи кинематики пальцев

1.4 Проблемы оценки функционального состояния пальцев руки человека с использованием математического моделирования

1.5 Описание движения в отдельных суставах пальцев руки человека

1.5.1 Анатомическое строение суставов кисти

1.5.2 Функциональные модели суставов кисти
1.6 Модели функционирования мышечного аппарата пальцев
1.6.1 Динамические модели пальцев руки человека
1.6.2 Физиологические закономерности мышечного сокращения
1.6.3 Описание функций мышц, принятое в анатомии и физиологии
1.7 Модели нервного управления движениями пальцев
1.7.1 Кинематические синергии
1.7.2 Связь между кинематическими и динамическими синергиями
1.7.3 Адаптация движения к изменяющимся внешним условиям
Глава 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
2.1 Определение положения осей вращения в суставах
2.1.1 Регистрация движений пальцев
2.1.2 Калибровка оборудования
2.1.3 Постановка эксперимента
2.1.4 Расчет количества степеней свободы в суставах
2.1.5 Метод определения положения осей вращения
2.2 Эксперименты, проведенные для исследования адаптации кинематических и динамических синергий точностного схвата к изменяющимся условиям движения у здоровых испытуемых
2.2.1 Постановка эксперимента
2.2.2 Методы описания кинематических и динамических синергий
2.3 Методы выявления статистически значимых зависимостей и использованное программное обеспечение
2.3.1 Каноническая корреляция
2.3.2 Простая линейная корреляция Пирсона (г)
2.3.3 Дисперсионный анализ
2.3.4 Использованные среды программирования и программы
2.4 Эксперименты, проведенные для исследования биомеханических параметров движения у пациентов с различными патологиями пальцев
2.4.1 Регистрация движений
2.4.2 Характеристика больных
2.4.3 Постановка исследования
2.4.4 Обработка записанных данных
Глава 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

3.1 Положение осей вращения в суставах пальцев
3.1.1 Расчет количества степеней свободы и параметров суставов пальцев
3.1.2 Влияние выбора параметров суставов на точность расчета кинематики движения.
3.1.3 Влияние выбора параметров суставов на точность расчета суставных моментов
3.1.4 Биомеханическая модель пальцев руки
3.2 Модель функционирования мышц пальцев
3.2.1 Чувствительность модели к выбору осей вращения в суставах
3.2.2 Чувствительность модели к выбору точек прикрепления мышц
3.2.3 Адекватность модели и ее эвристические возможности
3.3 Кинематические и динамические синергии точностного схвата и их адаптация к изменяющимся условиям движения у здоровых испытуемых
3.3.1 Синергии точностного схвата
3.3.2 Адаптация синергий к апертуре движения
3.3.3 Адаптация синергии к скорости движения
3.3.4 Особенности организации двигательных синергий у здоровых испытуемых при
разных условиях движения
3.4 Клиническая интерпретация кинематических и динамических параметров движенияЮЗ
3.4.1 Суставные углы
3.4.2 Координация движений в суставах
3.4.3 Суставные скорости и суставные ускорения
3.4.4 Суммарные моменты мышечных сил в суставах
3.5 Разработка пакета программ для определения функционального состояния пальцев руки человека
3.6 Внедрение метода функциональной диагностики двигательной активности пальцев руки в клиническую практику травматологического отделения
3.6.1 Рабочее место врача, проводящего исследование
3.6.2 Протокол обследования
3.6.3 Обработка записей движений
3.6.4 Интерпретация результатов расчетов
3.7 Клинические примеры использования метода функциональной диагностики двигательной активности пальцев руки
3.7.1 Пациент КАИ
3.7.2 Пациент КЕВ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Модель кинематики и динамики пальцев
Моделирование работы мышечного аппарата пальцев
Биомеханические параметры движений пальцев у здоровых испытуемых
Клиническая интерпретация биомеханических параметров движения v пациентов с патологией пальцев
ВЫВОДЫ
ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
Различия объема движений пальцев рук у здоровых испытуемых
9.1 Материалы и методы

9.1.1 Характеристика испытуемых
9.1.2 Регистрация движений
9.1.3 Постановка исследования
9.1.4 Обработка записанных данных
9.1.5 Результаты
9.1.6 Выводы и обсуждение

усилиями и/или между их ЭМГ в процессе движения называется мышечной синергией.
Таблица 3. Функции мышц большого пальца по данным разных авторов. Сгибание-разгибание большого пальца - движение в лучелоктевом направлении с противопоставлением пальца ладони. Приведение-отведение -движение к ладони и обратно в плоскости ладони. Нейтральное положение 1Р и МР суставов соответствует параллельным продольным осям запястья, проксимальной и дистальной фаланг. Нейтральное положение СМС сустава -некоторое среднее положение сгибания-разгибания и приведения-отведения в этом суставе. Знаком «*» обозначены мышцы, вкладывающие относительно небольшое усилие в данное движение. Знаком «+» обозначены мышцы, развивающие максимальное усилие при данном движении.
Сустав Сгибание Разгибание Приведение Отведение
MP FPL+ EPL+ ADPt+ APB+
FPB EPB ADPo+ FPB
ADPt EPL+ EPB*
ADPo FPL FPL
APB
CMC FPL EPL ADPt+ APB
FPB EPB ADPo APL
ADPt+ APL+ EPL FPB
ADPo FPL* EPB*
OPP OPP
APB* FPL*
Приведены мышцы большого и указательного пальца: FDP - flexor digitorum profundus; FDS - flexor digitorum superficialis; EDC - extensor digitorum communis; IDth - interossei dorsales I, caput policis; ID - interossei dorsales , caput indicis; IP - interossei palmaris; OPP -opponens pollicis; EPB - extensor pollicis brevis; FPB - flexor pollicis brevis; APB - abductor pollicis brevis; APL - abductor pollicis longus; ADPo - adductor pollicis (caput obliquum); ADPt - adductor pollicis (caput transversum); FPL - flexor pollicis longus; EPL - extensor pollicis longus.