دانلود تحقیق اصول بیومکانیکی آسیب های بافت نرم

فصل اول

اصول بیومکانیکی آسیب های بافت نرم

سیستم اسکلتی – عضلانی در طی فعالیتهای طبیعی روزمره همواره تحت فشارهای مکانیکی می باشد. در فردی که از هر لحاظ سالم است ، این فشارها به طور طبیعی منجر به آسیب نمی شوند. این فشارهای مکانیکی حین ورزش تغییرات زیادی می کنند. این تغییرات ممکن است در شدت ، جهت ، و مدت زمان فشار باشد. هر یک از این تغییرات به تنهایی یا به صورت ترکیبی می توانند در سیستم اسکلتی – عضلانی نقص به وجود آورد. اگر شدت ، جهت و مدت فشارهای مکانیکی شناخته شده باشند ، معمولا بسیاری از ویژگیهای آسیب را می توان پیش بینی کرد. بنابراین ، برای درک بهتر آسیبهای بافت نرم ، شناخت قوانین بیومکانیکی بسیار اهمیت دارد. همچنین درک ساز و کار آسیب می تواند فرد درمانگر را در تصمیم گیری برای چگونگی درمان و بازتوانی کمک کند. این کار منجر به افزایش درمانهای علتی نسبت به درمانهای تجربی می شود. سرانجام ، این دانش می تواند به پیشگیری از وقوع دوباره یک آسیب یا آسیبهای مشابه در سایر ورزشکارانی که در آن رشته ورزشی فعالیت می کنند ، کمک کند.

اصول بیومکانیک

برای فهمیدن ادبیات بیومکانیک ، برداشت صحیح و یکسان از واژه هایی که زیاد استفاده می شوند ، بسیار اهمیت دارد. نیروها ممکن است از طریق ورود یک بار خارجی به بدن ، روی بدن اعمال شوند. سایر انواع بارهای خارجی کمتر دیده می شوند ولی به همان اندازه اهمیت دارند. فرود پا بر روی زمین در حین دویدن نیز نیروی خارجی روی بدن اعمال می کند. اگر زمین پا را به طرف عقب پس نمی زد ، پا به درون زمین فرو می رفت. به هر حال ، به طور معمول نیروی واکنش زمین به عنوان یک نیروی خارجی از وقوع این حادثه جلوگیری می کند. علاوه بر نیروهای خارجی ، نیروهای داخلی زیادی تولید می شوند. برای این که مفصلها هنگام دویدن یا پریدن استوار و با ثبات باشند ، عضلات باید به طور فعال منقبض شوند. انقباض فعال نه تنها به عنوان نیروی محرکه بلکه برای کاستن از سرعت و جذب شوک نیز مورد نیاز است. این انقباض ها موجب تولید نیروهای داخلی می شوند. اگر همه نیروهای داخلی و خارجی را با هم درنظر بگیریم ، بسیاری از رباط ها ، تاندونها و عضلات باید نیروهایی را تحمل کنند که مقدار آنها بیش از 2 یا 3 برابر وزن شخص است.

زمانی که یک نیرو یا بار داخلی یا خارجی روی بدن یا قسمتی از بدن اعمال می شود ، در صورتی قادر به ایجاد حرکت می شود که در حالت تعادل با سایر نیروهای مخالف نباشد. طبق اصطلاحات بیومکانیکی ، دو نوع حرکت ممکن است رخ دهد. حرکت می تواند انتقالی باشد ؛ به شرطی که فقط یک نیروی عامل – که در جهت انتقال اعمال می شود – وجود داشته باشد. حرکت چرخشی زمانی ایجاد می شود که دو نیرو با جهت مخالف ولی موازی با یکدیگر به قسمتهای مختلفی از بدن اعمال شوند. در بدن ، حرکتها اغلب بسیار پیچیده و ترکیبی از انتقال و چرخش می باشند.

هنگامی که یک نیرو به بدن یا عضوی از آن وارد می شود و توسط یک نیروی مساوی با آن مقابله می گردد ، حرکت به وجود نخواهد آمد. با این حال ، بدن یا آن قسمت از بدن این نیروها را متحمل خواهند شد چرا که حرکت مهار شده است. در این وضعیت ، سه نوع نیرو را می توان شرح داد. اگر جهت نیروهای مخالف به سمت یکدیگر باشد ، به آنها نیروهای فضاری یا فشارنده گفته می شود. اگر نیروها در جهت دور شدن از یکدیگر باشند ، آنها نیروهای کششی هستند. و آخر ، اگر نیروها چرخشی و در جهت مخالف هم باشند ، به آنها نیروهای برشی گفته می شود.

برای توصیف موقعیت و حرکت مفصل ها یا اندام ها معمولا از اصطلاحات تشریحی متعددی استفاده می شود (شکل 1-1). قبل از هر چیز ، به سمت جلو بدن ، قدامی و به سمت پشت ، خلفی گفته می شود. به بالا ، فوقانی یا جمجمه ای گفته می شود ، در حالی که به پایین ، تحتانی یا دمی می گویند. داخلی برای توصیف قسمتهای درونی (به سمت خط میانی) ، و جانبی یا کناری برای سمت خارجی (دور شدن از خط میانی) استفاده می شود. تاشدن و باز شدن به ترتیب یک حرکت چرخشی از خلف به قدام و برعکس است. چرخش به داخل یک نوع حرکت چرخشی است که در آن انتهایی ترین قسمت یک عضو بدن به سمت خط میانی بدن می پیچد. واژه چرخش به خارج ، حرکتی را که در جهت عکس آن است ، توصیف می کند.

(تصاویر در فایل اصلی موجود است)

والگوس یا دور کردن به معنای تشکیل زاویه یا حرکت انتقالی انتهایی ترین قسمت یک عضو است که در جهت دور شدن از خط میانی می باشد. برعکس آنها ، واروس یا نزدیک کردن ، حرکت به سمت خط میانی است. سرانجام ، حرکت انتقالی را با جهت حرکت نیز می توان توصیف کرد ؛ به عنوان مثال ، انتقال قدامی یا داخلی.

برای این که نیروها و بارها استاندارد و قابل مقایسه با سایر موقعیتها باشند ، آنها را معمولا تحت عنوان فشار مطرح می کنند. استاندارد کردن معمولا با محاسبه نیرو بر حسب واحد انجام می گیرد. این واحد به عنوان مثال می تواند سطحی که نیرو روی آن اعمال می گردد ، باشد. در این روش ، کوچک یا بزرگ بودن شخص مورد ارزیابی دیگر اهمیتی نخواهد داشت ، و عدد به دست آمده را می توان با سایر اندازه ها مقایسه نمود.

یکی از ویژگی های منحصر به فرد بافت های نرم در پاسخ به نیروهای مکانیکی ، توانایی آنها در تغییر شکل یافتن است. در واقع ، استخوان و موادی نظیر فلزات تغییر شکل آشکاری پیدا نمی کنند مگر این که تخریب شوند. هر سه نیروی کششی ، فشاری و برشی در درجه اول باعث تغییر شکل عضله ، تاندون ، رباط ، و با احتمال کمتر غضروف می شوند. گفته می شود که این ساختمانها دارای رفتار ویسکوالاستیک هستند. مقدار تغییر شکل را می توان از روی تغییرات طول یا حجم اندازه گیری کرد. همان طور که برای استاندارد شدن نیرو یا بار از آنها تحت عنوان فشار نام می بریم ، تغییر شکل را نیز می توان تحت عنوان کششش استاندارد کرد. این کار با محاسبه تغییر شکل بر حسب واحد انجام می گیرد. این واحد معمولا طول یا حجم اولیه است.

اگر در یک نمودار فشار را در مقابل کشش ترسم کنیم ، منحنی فشار – کشش به دست می آید که رفتار ویسکوالاستیکی یک ماده را نشان می دهد (شکل 1-2). اگر نیروهای تغییر شکل دهنده بیش از حد نباشند ، تغییر شکل در یک حد مشخصی متوقف می شوند ، و اگر این نیروها قطع شوند ، آن جسم یا عضو به شکل اولیه خود برخواهد گشت بدون اینکه هیچ گونه آثاری از آسیب یا تخریب در آن باقی مانده باشد. تغییر شکل بدون ایجاد آسیب را تغییر شکل الاستیک یا کشسان می گویند ، که معادل اولین قسمت خطی در منحنی فشار – کشش است. کشیدن یک تاندون تا زمینی که الگوی چین دار آن صاف شود ، مثال خوبی برای تغییر شکل الاستیکی است. قطع نیروهای کششی موجب بازگشت الگوی چین دار می شود. اگر نیروهای تغییر شکل دهنده خیلی شدید باشند ، آسیب ساختمانی ایجاد می شود. این آسیب زمانی محرز می شود که ساختمان مذکور با قطع نیروها به شکل اولیه خود بازنگردد به این حالت تغییر شکل پلاستیکی می گویند.

 اگر افزایش نیروها ادامه پیدا کند عاقبت ناتوانی کامل رخ می دهد ؛ مانند پارگی یک رباط. در این مرحله به نقطه نهایی تسلیم رسیده است. در این وضعیت تأثیر نیروهای تغییر شکل دهنده رها و فشار دوباره صفر خواهد شد.

آسیب های حاد بافت نرم

در بیشتر آسیب های حاد ، بافت درگیر قبل از آسیب دیدگی سالم است. نیروهای خارجی نظیر تصادم و افتادنها مسؤول بیشتر آسبهای حاد هستند. در این مبحث ، ویژگی های بیومکانیکی بیشتر آسیبهای حاد بافت نرم داده خواهد شد.

پارگی های حاد رباط

همان طور که در فصل یک توضیح داده شد ، ثبات مفصلی بیشتر توسط رباطها ایجاد می شود. به همین دلیل ، رباطها بیشتر در معرض کشش یا نیروهای کششی قرار دارند. اگر مفصل در یک دامنه حرکت بیش از حد یا غیر طبیعی به حرکت درآید ، رباطها سفت شده ، حرکت را مهار می کنند. چیزی که از آن به عنوان حرکت غیر طبیعی یا بیش از حد نام می بریم فقط خاص مفصلهاست. اصولا حرکتهای آناتومیکی در چهار صفحه انجام می شود که شامل تا و باز شدن ، گردش به داخل و به خارج ، انتقال ، و دور و نزدیک شدن است. دور و نزدیک شدن می تواند شبیه به حرکت والگوس و واروس باشد. هر نوع انتقال خیلی زیاد در بیشتر مفصلها ، اغلب یک حرکت غیر طبیعی به شمار می آید. در مفصلهای لولایی ، به طور کلی خم و راست شدن تنها حرکت طبیعی می باشد. درحالی که در مفصلهای کروی شکل چرخش و دور شدن – نزدیک شدن نیز قابل اجراست.

در بیشتر مفصل ها رباطهای متعددی وجود دارد که هرکدام از آنها مهار کننده اصلی یکی از حرکتهای غیر طبیعی می باشند. به طور معمول ، موقعیت هر رباط به گونه ای است که می تواند حرکت غیر طبیعی در یک و گاهی در دو جهت را به خوبی مهار کند ؛ به عنوان مثال ، در مفصل زانو رباط متقاطع قدامی (ACL) تثبیت کننده اصلی در برابر حرکت استخوان درشت نی به سمت جلو روی استخوان ران (انتقال قدامی) است. ACL کمی به استوار بودن در برابر نیروهای والگوس نیز کمک می کند به شرطی که رباط طرفی داخلی که تثبیت کننده اصلی در مقابل نیروهای والگوس است ، قبلا پاره شده باشد. بنابراین ، ACL به عنوان یکی از تثبیت کننده های ثانوی در مقابل نیروهای والگوس به شمار می آید.

رباطها می توانند بدون آن که آسیبی ببینند به مقدار زیادی کشیده شوند. این تغییر شکل الاستیکی به طور معمول بیشتر از 5 تا 10% طول اولیه نیست. اگر کشش بیش از این مقدارباشد ، رباط ابتدا آسیبی از نوع تغییر شکل پلاستیکی پیدا می کند (بحث مربوط به اصول بیومکانیکی در بالا را نگاه کنید). وقوع تغییر شکل پلاستیکی به چندین علمل بستگی دارد. شدت نیروی آسیب رسان و قدرت رباط از عوامل اصلی در تعیین میزان آسیب هستند. سرعت نیروی اعمال شده یکی از عوامل نامشهود است. اگر رباط به آرامی کشیده شود ، معمولا می تواند انرژی زیادی را قبل از ناتوان شدن جذب کند. برعکس ، اگر رباط با سرعت زیاد کشیده شود ، شکنندگی آن بیشتر شده و با جذب نیروی کمتری ناتوان می شود. قدرت رباط هم یک عامل ثابت نیست . از یک طرف ، رباط در اثر افزایش سن و بی حرکتی به طور قابل ملاحظه ای ضعیف می شود – به ویژه در محل چسبندگی خود به استخوان. از طرف دیگر ، تمرینهای ورزشی منظم می تواند رباطهایی بسیار قوی را پدید آورد.

اگر رباط فقط آن قدر کشیده شود که به ناحیه پلاستیکی برسد ، هنگام معاینه بالینی در واقع هیچ گونه بی ثباتی مفصلی مشاهده نخواهد شد. ولی هنگام معاینه بالینی رباط به روش تحت فشار ، بیمار دچار درد خواهد شد. این معاینه از طریق وارد کردن فشار دست بر روی مفصل – که موجب سفت و کشیده رباط می گردد – انجام می شود. طبق اصطلاحات بالینی ، این حالت را پارگی درجه یک رباط می گویند. اگر رباط به حدی کشیده شود که از یک طرف به طور کامل در منطقه تغییر شکل پلاستیکی قرار بگیرد ولی هنوز به نقطه تسلیم نهایی نرسیده باشد ، در معاینه فیزیکی تحت فشار ، مقدار معینی بی ثباتی مفصلی دیده خواهد شد. با این حال ، یک «نقطه پایان» برای بی ثباتی ظاهر می شود که در واقع مربوط به سفت شدن باقی مانده رباط است. تشخیص این مرحله ، پارگی درجه دو رباط است. اگر آسیب و تغییر شکل رباط از نقطه تسلیم فراتر رود ، دیگر هنگام معاینه نقطه پایانی ظاهر نخواهد شد. این حالت ، پارگی درجه سه رباط است. تشخیص پارگی درجه سه زمانی گذاشته می شود که در صورت اعمال فشار روی رباط درگیر – به عنوان مثال در مفصل زانو – هیچ عامل مهار کننده ای در زانو احساس نشود. به طور کلی ، تعیین درجه آسیب رباط مفاهیم مهمی را در رابطه با پیش آگهی و درمان رباط آسیب دیده دربر دارد. در بخش دوم این کتاب ، معاینه تحت فشار هر مفصل را به طور جداگانه شرح خواهیم داد.