Биомеханика суставов и их классификация по функции

В суставах, в зависимости от строения (формы, изогнутости, размеров) сочленяющихся поверхностей, движения могут осуществляться вокруг трех осей вращения:

- фронтальной (ось, соответствующая фронтальной плоскости, разделяющей тело на переднюю и заднюю поверхности);

- сагиттальной (ось, соответствующая сагиттальной плоскости, разделяющей тело на правую и левую половину);

- вертикальной или своей собственной оси.

Движение в суставах вокруг осей вращения определяются геометрической формой суставной поверхности. Например, цилиндр и блок вращаются только вокруг одной оси; эллипс, овал, – вокруг двух осей; шар или плоская поверхность – вокруг трех.

 

Таблица 4.2

Оси вращения, количество и виды возможных движений

Оси вращения, вокруг которых совершаются движения	Количество возможных движений	Виды возможных движений
Фронтальная		Сгибание, разгибание.
Сагиттальная		Приведение, отведение.
Фронтальная и сагиттальная		Сгибание, разгибание, приведение, отведение, круговое движение (коническое).
Вертикальная		Вращение (подвиды вращения: внутрь, наружу – пронация, супинация).

 

Количество и возможные виды движений вокруг существующих осей вращения представлены в табл. 4.2. Так, вокруг фронтальной оси выполняется 2 вида движений – сгибание (flexio) и разгибание (extensio). Вокруг сагиттальной оси осуществляются также два вида движений – приведение (adductio) и отведение (abductio). Вокруг вертикальной оси еще одно движение – вращение (rotatio), но у него могут быть подвиды: вращение внутрь (пронация, pronatio) и наружу (супинация, supinatio). При переходе с одной оси на другую возникает еще одно движение – круговое или коническое (circumductio).

Следует отметить, что суставная поверхность одной из сочленяющихся костей, имеющая форму головки, может быть представлена в виде шара, эллипса, седла, цилиндра или блока. Суставная поверхность может быть образована несколькими костями, придающими ей в совокупности определенную форму, например, суставная поверхность, сформированная костями проксимального ряда запястья (рис. 4.6)

Одноосные суставы

Это суставы с одной осью движения. Такими осями является фронтальная либо вертикальная. Если ось фронтальная, то в этих суставах совершаются движения в виде сгибания и разгибания. Если же ось вертикальная, то возможно только одно движение – вращение.

Цилиндрический (вращательный) сустав, art. cylindrica (art. trochoidea), является представителем одноосных суставов. Цилиндрические суставы осуществляют движение вокруг вертикальной оси, т.е. совершают вращение (табл. 4.3). Примером таких суставов являются срединный атланто-осевой, а также проксимальный и дистальный луче-локтевые суставы.

Блоковидный сустав, art. ginglymus, на его суставной поверхности цилиндрической формы имеется костный гребешок, а на соответствующей суставной впадине – направляющая бороздка. За счет гребешка и выемки невозможны смещения суставных поверхностей в стороны. Работают блоковидные суставы всегда вокруг фронтальной оси (табл. 4.3). Примером их являются межфаланговые суставы.

Разновидностью блоковидного сустава является винтообразный, или улитковый, art. cochlearis. Примером улиткового сустава служит локтевой сустав, работающий также вокруг фронтальной оси.

Рис. 4.6 Различные виды суставов (схема):

1 – эллипсоидный; 2 – седловидный; 3 – шаровидный; 4 – блоковидный.

 

Двуосные суставы

Это суставы, работающие вокруг двух осей вращения – фронтальной и сагиттальной. Такие суставы реализуют 5 видов движения: сгибание, разгибание, приведение, отведение и круговое движение. По форме суставных поверхностей эти суставы являются эллипсоидными, седловидными и мыщелковыми.

Эллипсоидный сустав, art. ellipsoidea. Его суставные поверхности по форме представляют отрезки эллипса в виде головки и соответствующей ей ямки. Движения в суставе возможны вокруг двух взаимно перпендикулярных осей. Пример – лучезапястный сустав (имеет две оси – фронтальную и сагиттальную). Вокруг фронтальной оси происходит сгибание и разгибание, а вокруг сагиттальной – приведение и отведение (табл. 4.3).

Седловидный сустав, art. sellaris. Образован взаимозахватывающими суставными поверхностями седловидной формы. Движения в этом суставе аналогичны движениям в эллипсоидном суставе (табл. 4.3). Пример: запястно-пястный сустав 1-го пальца, art. carpometacapea pollicis.

Мыщелковый сустав, art. bicondylaris. Переходная форма между одноосными и двуосными суставами (от блоковидного к эллипсоидному суставу). В мыщелковом суставе возможны движения вокруг двух осей. Пример – коленный сустав (вокруг фронтальной оси происходит сгибание и разгибание, вокруг продольной – вращение) (табл. 4.3).

Многоосные суставы

Это суставы, движения в которых осуществляются вокруг всех трех осей вращения. Многоосному суставу соответствует шаровидная или плоская суставные поверхности.

Шаровидный сустав, art. spheroidea. Выпуклая суставная поверхность (головка) имеет шаровидную форму, а вогнутая – форму соответствующей ей впадины. Суставная впадина имеет меньшие размеры, чем головка, поэтому движения в таком суставе могут совершаться свободно и вокруг множества осей (многоосный сустав). В суставах шаровидной формы возможны 6 видов движения: сгибание и разгибание (вокруг фронтальной оси), приведение и отведение (вокруг сагиттальной оси), вращение (вокруг вертикальной оси), при переходе с одной оси на другую возникает еще одно движение – круговое или коническое (табл. 4.3). Вследствие большой разницы в размерах сочленяющихся поверхностей шаровидный сустав является самым подвижным из всех суставов. Пример – плечевой сустав.

Разновидностью шаровидного сустава является чашеобразный, art. cotylica, или ореховидный, art. enarthrosis, например, тазобедренный. Для него характерна глубокая суставная ямка, прочная капсула, укрепленная связками, объем движений в нем меньше.

Плоский сустав, art. plana. Суставные поверхности его мало изогнуты и напоминают отрезки (участки) поверхности шара большого диаметра. Движения в суставах с такой поверхностью резко ограничены или вообще отсутствуют. Например, в крестцово-подвздошном суставе. В связи с этим данные суставы называют малоподвижными, art. amphiarthrosis.

Тугие суставы – амфиартрозы. Под этим названием выделяется группа сочленений с различной формой суставных поверхностей, чаще – плоской, но сходных по другим признакам: они имеют короткую, туго натянутую суставную капсулу и очень крепкий, нерастягивающийся вспомогательный аппарат, в частности короткие укрепляющие связки (пример – крестцово-подвздошный сустав). Вследствие этого суставные поверхности тесно соприкасаются друг с другом, что резко ограничивает движения. Такие малоподвижные сочленения и называют тугими суставами – амфиартрозами (BNA). Тугие суставы смягчают толчки и сотрясения между костями. Движения в тугих суставах имеют скользящий характер и объем их крайне незначителен.

 

Таблица 4.3