Dengan automasi kawalan biomekanikal yang dimaksudkan. Kuliah tentang biomekanik “Asas metrologi kawalan biomekanikal

Fungsi sistem muskuloskeletal manusia adalah berdasarkan prinsip mekanik. Untuk mengkaji sistem biomekanik manusia, data dari biofizik, fisiologi, matematik, dan lain-lain digunakan. Adalah diketahui bahawa manusia, sebagai sistem biomekanikal, mematuhi undang-undang fizik dan mekanik.

Apabila mengkaji pergerakan dalam biomekanik, data dari antropometri, anatomi, fisiologi sistem saraf dan otot, dan lain-lain digunakan; Biomekanik sistem muskuloskeletal termasuk anatomi berfungsi (dinamik), dsb.

nasi. 16.1. Penyimpangan dari norma fisiologi kelengkungan tulang belakang: a - belakang rata, b - lordosis yang berlebihan, V- bulat (bongkok) belakang, G - postur biasa, d - scoliosis berfungsi, e - scoliosis patologi

Tujuan penyelidikan biomekanikal ialah penciptaan peralatan dan peralatan sukan (basikal, bot, dayung, kasut sukan dan banyak lagi), pembangunan teknik pergerakan dalam sukan tertentu, serta pencegahan dan rawatan kecederaan, dsb.

Asimetri sisi badan dan anggota badan, perbezaan dalam lilitan segmen satu anggota badan berbanding yang lain, dalam jumlah sendi, perubahan dalam lengkung fisiologi tulang belakang dan penyimpangan lain dari norma harus diperhatikan. dan diambil kira dalam proses kawalan biomekanikal (Rajah 16.1).

Paksi anggota bawah normal berjalan dari tulang belakang iliac anterosuperior melalui bahagian tengah tempurung lutut dan jari kaki kedua (Rajah 16.2). Paksi panjang anggota atas melepasi pusat kepala humerus, kepala jejari dan kepala ulna (Rajah 16.3).

nasi. 16.2. Laluan paksi anggota bawah:

1 - paksi normal anggota bawah, 2 - paksi anggota badan melepasi medial dari patela, 3 - paksi anggota melepasi luar patela

nasi. 16.3. Laluan paksi anggota atas:

7 - paksi normal anggota atas, 2 - sisihan paksi lengan bawah ke luar, 3 - sisihan paksi lengan bawah ke dalam

Panjang anggota bawah diukur dalam kedudukan berbaring: anggota badan diletakkan dengan ketat secara simetri dan dua dipilih pada setiap satu. titik simetri(Gamb. 16.4). Titik tertinggi boleh menjadi tulang belakang pelvis anterosuperior atau hujung trochanter yang lebih besar. Titik terendah boleh menjadi hujung bawah pergelangan kaki dalam atau luar (lihat Rajah 16.4).

nasi. 16.4. Mengukur panjang anggota bawah (a), mengukur panjang peha (b), mengukur panjang kaki bawah (V)

nasi. 16.5. Mengukur panjang anggota atas (a), mengukur panjang bahu (b), mengukur panjang lengan bawah. (V)

Panjang anggota atas diukur dengan cara yang sama. Titik atas adalah penghujung proses akromial skapula atau tuberkel besar humerus, titik bawah adalah proses styloid jejari atau ke hujung jari ketiga (Rajah 16.5).

Untuk mengukur panjang lengan atas atau lengan bawah, titik perantaraan biasanya adalah hujung olekranon atau kepala jejari.

Selepas pengukuran anggota badan yang berpenyakit, data yang diperoleh dibandingkan dengan data ukuran anggota badan yang sihat (Rajah 16.6).

nasi. 16.6. Kedudukan seseorang yang betul semasa mengukur panjang

anggota badan (a). Perbandingan panjang anggota badan: b- kaki bawah,

V- lengan bawah, G - bahu

Ia adalah perlu untuk membezakan antara anatomi (benar) dan pemendekan atau pemanjangan anggota badan. Panjang anatomi (memendekkan atau memanjang) ialah jumlah panjang paha dan kaki bawah untuk anggota bawah dan bahu dan lengan bawah untuk anggota atas.

Dalam kes pertama, pengukuran dibuat dari bahagian atas trochanter yang lebih besar ke celah sendi lutut dan dari yang kedua ke buku lali luar (dalaman); dalam kes kedua - dari tubercle yang lebih besar dari humerus ke kepala jejari dan dari yang terakhir ke proses styloid jejari (ulna). Data ringkasan ini dibandingkan dengan data yang sama yang diperoleh apabila mengukur anggota badan yang sihat. Perbezaan di antara mereka ialah jumlah pemendekan anatomi (Rajah 16.7).

Pemendekan atau pemanjangan fungsional anggota badan ditentukan oleh ukuran segmen individu yang disebutkan di atas, tetapi titik atas untuk anggota bawah adalah tulang belakang iliac superior anterior, dan untuk anggota atas - penghujung proses akromial skapula. . Pemendekan fungsional biasanya bergantung pada kehadiran kontraktur atau ankylosis sendi dalam kedudukan ganas, kelengkungan tulang, terkehel, dsb.

Pemendekan fungsional boleh diukur dalam kedudukan berdiri (lihat Rajah 16.7, b). Ia sama dengan jarak dari permukaan plantar kaki anggota yang berpenyakit ke lantai apabila berehat pada anggota yang sihat (lihat Rajah 16.7, b).

Terdapat perbezaan yang ketara antara pemendekan anatomi dan fungsional. Jadi, sebagai contoh, panjang paha dan kaki bawah bahagian yang berpenyakit dan sihat boleh sama, namun dengan adanya kontraktur fleksi pada sendi lutut atau pinggul, terkehel, ankylosis sendi pinggul dalam kedudukan yang ditambah. , pemendekan berfungsi boleh mencapai 10-15 cm atau lebih (Rajah 16.8).

Penentuan julat pergerakan dalam sendi(16.9). Tahap dan jenis pergerakan sendi biasa bergantung pada bentuk permukaan artikular, tindakan mengehadkan ligamen, dan fungsi otot.

Terdapat sekatan pergerakan aktif dan pasif pada sendi. Julat pergerakan normal dalam pelbagai sendi diketahui (Rajah 16.10, lihat ms 454-455). Walau bagaimanapun, untuk tujuan praktikal, data yang lebih penting boleh diperolehi dengan membandingkan pergerakan pada sendi bahagian yang berpenyakit dan yang sihat.

Pergerakan dalam satah sagittal dipanggil fleksi dan lanjutan (flexio et extensio), berhubung dengan tangan adalah kebiasaan untuk mengatakan fleksi palmar dan dorsal, berhubung dengan kaki - fleksi dorsal dan plantar.

Pergerakan dalam satah hadapan dipanggil adduksi (adductio) dan penculikan (abductio). Berhubung dengan sendi pergelangan tangan, adalah kebiasaan untuk mengatakan adduksi jejari dan penculikan ulnar; Pergerakan ke dalam dalam sendi calcaneocuboid adalah adduksi, pergerakan keluar adalah penculikan. Pergerakan di sekeliling paksi membujur dipanggil putaran (putaran) dalaman dan luaran. Berhubung dengan lengan bawah (Rajah 16.11), adalah kebiasaan untuk memanggil putaran luaran - supinasi (supinatio), dan putaran dalaman - pronasi (pronatio), sama seperti sisihan kaki dalam sendi subtalar dari paksi bahagian bawah. anggota badan ke dalam biasanya dipanggil supinasi, dan ke luar - pronasi (lihat Rajah 16.15).

nasi. 16.7. Perbandingan panjang anggota bawah (a). Pengukuran fungsi memendekkan anggota bawah dalam kedudukan berdiri (b)

nasi. 16.8. Jenis pemendekan:

a - pemendekan mutlak anggota bawah (dalam kes patah tulang yang disesarkan), b - pemendekan relatif (sekiranya terkehel pinggul), V- pemendekan ketara (dengan kontraktur fleksi sendi lutut)

nasi. 16.9. Penentuan julat pergerakan dalam sendi:

1 - pengukuran julat pergerakan dalam sendi bahu (a - pengukuran sudut penculikan, b - ukuran sudut lenturan); 2 - pengukuran mobiliti pada sendi siku, 3 - pengukuran sudut adduksi tangan, 4 - pengukuran mobiliti dalam sendi pinggul, 5 - pengukuran mobiliti dalam sendi pinggul dengan kontraktur fleksi, 6 - pengukuran pergerakan sendi pinggul. jumlah penculikan pinggul, 7 - pengukuran sudut fleksi pada sendi lutut, 8 - pengukuran mobiliti kaki

Pergerakan pada sendi boleh dilakukan oleh pesakit secara aktif atau dengan bantuan penyelidik (secara pasif). Julat pergerakan diukur menggunakan goniometer, cawangan yang ditetapkan di sepanjang paksi segmen anggota badan, dan paksi protraktor - di sepanjang paksi pergerakan sendi (lihat Rajah.

16.9).

nasi. 16.11. Kajian pergerakan putaran dalam sendi bahu: a - putaran ke luar, b - putaran ke dalam

nasi. 16.10. Julat pergerakan pada sendi: a - anggota atas,

b - anggota bawah

Sekatan mobiliti pasif dalam sendi dipanggil kontraktur. Had mobiliti aktif bukanlah kontraktur, tetapi keadaan yang berkaitan dengan sakit, lumpuh atau paresis otot.

Imobiliti lengkap dalam sendi dipanggil ankylosis. Perbezaan dibuat antara ankylosis tulang, di mana hujung artikular tulang artikulasi disatukan oleh bahan tulang, dan ankylosis berserabut, di mana gabungan itu terdiri daripada tisu berserabut. Dalam kes kedua, pergerakan yang tidak penting, hampir tidak dapat dilihat oleh mata, adalah mungkin.

Untuk menentukan isipadu pergerakan putaran anggota badan, rotatometer digunakan (Rajah 16.12). Data ukuran direkodkan dalam darjah. Had pergerakan pasif yang mungkin adalah sensasi kesakitan. Jumlah pergerakan aktif kadang-kadang sebahagian besarnya bergantung pada keadaan sistem tendon-otot, dan bukan hanya pada perubahan pada sendi. Dalam kes ini, terdapat perbezaan yang ketara antara julat pergerakan aktif dan pasif.

Pergerakan dalam sendi siku adalah mungkin dalam had berikut: lenturan sehingga 40-45°, lanjutan sehingga 180°. Pergerakan pronasi-supinasi lengan bawah dalam sendi siku ditentukan dalam kedudukan yang ditunjukkan dalam Rajah. 16.13, dan mungkin dalam 180°.

nasi. 16.12. Rotatometer. Penentuan isipadu pergerakan putaran

nasi. 16.13. Supinasi (a) dan pronasi (b) lengan bawah

Pada sendi pergelangan tangan, pergerakan berlaku dalam 70-80° dorsiflexion dan 60-70° flexion palmar. Pergerakan sisi tangan juga ditentukan - penculikan jejari dalam 20° dan penculikan ulnar dalam 30° (lihat Rajah 16.10).

Di jari tangan, sambungan mungkin dalam 180°, lenturan pada sendi metacarpophalangeal mungkin sehingga sudut 70-60°, pada sendi interphalangeal - sehingga 80-90°. Pergerakan sisi jari juga mungkin. Ia amat penting untuk menentukan penculikan jari pertama dan kemungkinan sentuhan antara jari pertama dan kelima.

Dalam sendi pinggul, julat pergerakan adalah normal: fleksi sehingga 120°, lanjutan 30-35° (sudut antara satah mendatar dan paksi paha), penculikan 40-50°, adduksi 25-30° (sudut antara paksi menegak badan dan paksi paha) (lihat Rajah 16.10, b).

Pergerakan fisiologi dalam sendi pergelangan kaki dan kaki berlaku dalam 20-30° dorsiflexion (sambungan kaki) dan 30-50° dari flexion plantar (lihat Rajah 16.9). Adduksi kaki biasanya digabungkan dengan supinasi (putaran ke dalam kaki), penculikan disertai dengan pronasi (putaran kaki ke luar).

Untuk kemudahan, pergerakan fisiologi di tulang belakang ditentukan dalam darjah (yang lebih sukar) dan dalam pergerakan maksimum pelbagai bahagian.

Di kawasan serviks, fleksi biasanya berlaku sehingga dagu menyentuh sternum, lanjutan - sehingga bahagian belakang kepala mendatar, dan ke sisi - sehingga auricle menyentuh ikat pinggang bahu.

nasi. 16.14. Mengukur lilitan kepala (a), bahu (b), dada (c), kaki bawah (d), pinggul (e)

Di kawasan toraks, fleksi dan lanjutan dilakukan dalam isipadu kecil. Vertebra toraks mengambil bahagian yang besar dalam pergerakan sisi tulang belakang, julat pergerakan putaran adalah 80-120°.

Di kawasan lumbar, julat pergerakan terbesar ditentukan dalam arah anteroposterior, pergerakan sisi dan putaran adalah sederhana.

Lingkaran anggota badan (sakit dan sihat) diukur di tempat simetri pada jarak tertentu dari titik pengenalan tulang: untuk kaki - dari tulang belakang iliac superior anterior, trochanter yang lebih besar dari femur, ruang artikular sendi lutut, kepala daripada fibula; untuk lengan - dari proses akromion, epicondyle dalaman bahu (Rajah 16.14).

Ukuran kaki diambil dengan dan tanpa beban (Rajah 16.15). Ubah bentuk kaki akibat ketidakcukupan statik terdiri daripada a) pronasi kaki belakang dan supinasi relatif pampasan kaki depan; b) membongkok ke arah belakang kaki depan berhubung dengan kaki belakang, yang ditubuhkan dalam kedudukan fleksi plantar (meratakan kaki); c) penculikan kaki depan (penculikan) berhubung dengan bahagian belakangnya (Rajah 16.16).

nasi. 16.15. Penentuan penculikan kaki depan: a - kaki normal, b - kaki planovalgus. Penentuan pronasi kaki belakang (c)

F.R. Bogdanov mengesyorkan mengukur lengkungan membujur kaki dengan membina segi tiga, titik pengenalan yang mudah diakses untuk palpasi. Titik ini ialah: kepala tulang metatarsal pertama, tuberkel calcaneal dan bahagian atas maleolus dalam (Rajah 16.17). Dengan menyambungkan tiga titik ini, segitiga diperolehi, pangkalnya adalah jarak dari kepala tulang metatarsal pertama ke tuberkel calcaneal. Pengiraan adalah berdasarkan ketinggian gerbang dan sudut pergelangan kaki dalam dan tulang tumit. Biasanya, ketinggian gerbang ialah 55-60 mm, sudut pada buku lali ialah 95°, dan sudut pada tulang tumit ialah 60°. Dengan kaki rata: ketinggian lengkungan kurang daripada 55 mm, sudut pada pergelangan kaki ialah 105-120°, sudut pada tulang tumit ialah 55-50°.

nasi. 16.16. Lokasi paksi bersyarat sendi buku lali (a): 1 - kedudukan kaki biasa; 2 - sisihan luar kaki; 3 - sisihan ke dalam kaki. Perubahan normal dan patofisiologi pada kaki (zon sentuhan kaki dengan permukaan ditandai dengan warna hitam) (b): 1 - biasa; 2 - Kaki leper; 3 - kaki kelab

nasi. 16.17. Ukuran kaki mengikut F.R. Bogdanov: a - kaki biasa, b - kaki berongga, c - kaki rata

nasi. 16.18. Mengukur sudut utama gerbang kaki pada radiograf profil (rajah)

Untuk menentukan tahap flatfoot, kaedah pemeriksaan x-ray digunakan. Pengiraan adalah berdasarkan membina segi tiga, bucunya ialah kepala tulang metatarsal, tulang scaphoid dan tuberkel calcaneus, dan mengukur ketinggian lengkungan dan sudut pada tulang scaphoid (Rajah 16.18) .

Angulografi- merekodkan sudut fleksi dan lanjutan pada sendi anggota bawah: pinggul, lutut dan lain-lain dengan penunjukan sudut interlink (B.C. Gurfinkel dan A.Ya. Sysin, 1956). Menurut data angulogram, adalah mungkin untuk menentukan gaya berjalan dalam keadaan normal dan patologi, serta sebelum dan selepas rawatan (Rajah 16.19). Apabila rawatan (pemulihan) digunakan, angulografi mula mendekati normal.

nasi. 16.19. Podografi dan angulografi:

1. Podografi kaki: PP- betul, PL - dibiarkan. 2.

Sudut: T - pinggul, KEPADA - lutut, G- buku lali 3. Fasa langkah: Per. - tempoh pemindahan, PT- berguling di atas tumit, matahari- sokongan pada seluruh kaki, NS- berguling di atas kaki (menurut N.A. Shenk, 1975)

Iknografi- kaedah merakam trek dari kedua-dua kaki semasa berjalan, dengan mengambil kira panjang langkah setiap kaki, pusingan kaki, lebar langkah, sudut langkah (Rajah 16.20).

Apabila menganalisis tapak kaki menggunakan jejak kaki, parameter spatial langkah itu diukur.

Pengubahsuaian kaedah iknografi - Podografi- penggunaan rakaman isyarat elektrik apabila kaki menyentuh lantai (Rajah 16.21). Arus elektrik yang lemah dibekalkan ke trek logam khas dan sentuhan logam pada kasut; apabila kasut tersebut menyentuh permukaan, litar ditutup dan arus dihantar, yang direkodkan pada peranti (contohnya, pada osiloskop) . Dengan meletakkan kenalan dalam tempat-tempat tertentu tapak kaki, anda boleh merakam fasa pemindahan anggota badan, meletakkan tumit pada sokongan, berguling ke seluruh kaki, mengangkat tumit, dsb.

Penyertaan pelbagai otot dalam pelaksanaan lakuan motor dikaji melalui elektromiografi, iaitu secara penyelidikan aktiviti elektrik otot. Untuk tujuan ini, elektrod penculik digunakan pada kulit manusia di atas otot yang sepadan. Elektromiografi berbilang saluran secara serentak merekodkan aktiviti elektrik beberapa otot.

nasi. 16.20. Cetakan kaki (gambar atas):

a - kaki biasa, b - kaki kelab, V - kaki rata, G - kaki berlubang. Iknografi kaki semasa berjalan (gambar bawah): a - lebar langkah, b - panjang langkah, V - sudut langkah

nasi. 16.21. Subgram dan sudut lutut pesakit A.

Tempoh pemulihan polio lewat. Lumpuh kaki kiri. saya- pada hari-hari pertama menggunakan peranti tanpa kunci; II- selepas 3 minggu: a - dalam peranti, b - tanpa apperet (menurut N.A. Shenk, 1975)

EMG direkodkan daripada otot bahagian simetri anggota badan atau bahagian simetri torso, atau daripada otot antagonis. EMG yang terhasil dinilai oleh ketinggian ayunan, kekerapannya setiap unit masa, dan keseluruhan rakaman secara keseluruhan. Latihan telah ditunjukkan untuk meningkatkan aktiviti elektrik otot (Rajah 16.22). Ini amat ketara semasa latihan (menggunakan berjalan, berlari, latihan terapeutik dan cara lain) selepas kecederaan.

nasi. 16.22. Elektromiogram:

1 - selepas latihan, 2 - selepas urutan pemulihan dan terapi oksigen, 3 - selepas cryotherapy

nasi. 16.23. Mengukur Fleksibiliti Tulang Belakang

Mengukur fleksibiliti tulang belakang. Fleksibiliti ialah keupayaan untuk melakukan pergerakan dengan amplitud yang besar. Ukuran fleksibiliti ialah julat pergerakan maksimum. Terdapat fleksibiliti aktif dan pasif. Aktif dilakukan oleh subjek sendiri, pasif - di bawah pengaruh kuasa luar. Fleksibiliti bergantung kepada keadaan sendi, keanjalan (extensibility) ligamen, otot, umur, suhu. persekitaran, bioritma, masa hari, dsb.

Lazimnya, fleksibiliti ditentukan oleh keupayaan seseorang untuk bersandar ke hadapan sambil berdiri di atas peranti ringkas (Rajah 16.23). Bar bergerak, ditanda dalam sentimeter, menunjukkan tahap fleksibiliti.

Rachiocampsis boleh berlaku dalam tiga satah: a) hadapan (kelengkungan sisi - scoliosis); b) sagittal (bulat belakang, bonggol - kyphosis); c) mendatar (putaran vertebra - kilasan).

Scoliosis adalah penyakit sistem rangka dan neuromuskular di tulang belakang, yang menyebabkan kelengkungan sisi progresif yang terakhir dengan kilasan, perubahan dalam bentuk vertebra berbentuk baji, dengan perkembangan kecacatan tulang rusuk dan pembentukan bonggol kosta. , anterior dan posterior, peningkatan lordosis lumbar, kyphosis toraks dan perkembangan arka pampasan kelengkungan (Rajah 16.24).

Pusat graviti umum badan bermain peranan penting apabila menyelesaikan pelbagai isu mekanik pergerakan. Keseimbangan dan kestabilan badan ditentukan oleh kedudukan graviti pusat.

nasi. 16.24. Tanda-tanda postur normal (a).

Penentuan kelengkungan tulang belakang (b). Jenis scoliosis:

1 - tangan kanan, 2 - kidal, 3 - berbentuk S

Jumlah kawasan sokongan ialah kawasan yang tertutup di antara titik ekstrem permukaan sokongan, dengan kata lain, luas permukaan sokongan dan luas ruang di antara mereka (Rajah 16.25). Saiz kawasan sokongan untuk kedudukan badan yang berbeza sangat berbeza.

nasi. 16.25. Unjuran GCT pada satah mendatar: - paksi melintang sendi pinggul, 2 - paksi melintang sendi lutut, 3 - paksi melintang sendi buku lali

Berhubung dengan tubuh manusia, dua jenis keseimbangan dibezakan: stabil dan tidak stabil. Imbangan stabil ialah apabila pusat graviti badan terletak di bawah kawasan sokongan, dan keseimbangan tidak stabil ialah apabila pusat graviti badan terletak di atas kawasan sokongan.

V. Brauns dan O. Fischer menentukan kedudukan graviti pusat badan dan pusat graviti bahagian individunya. Telah didedahkan bahawa CG kepala terletak di belakang belakang sella turcica dengan kira-kira 7 mm; Pusat graviti badan berada di hadapan pinggir atas vertebra lumbar pertama (C). Di sepanjang paksi badan, CGnya dijarakkan dari hujung tengkorak kira-kira 3/6 panjang, dan dari hujung ekor sebanyak 2/5 panjang (lihat Rajah 2.9). Garis lurus antara paksi melintang yang melalui sendi bahu dan pinggul dibahagikan dengan CG badan dalam kira-kira nisbah 4:5. Menurut Fisher, paha terpencil, kaki bawah, bahu dan lengan bawah mempunyai CG di tempat itu, segmen dari mana ke hujung proksimal dan distal pautan ini adalah kira-kira 4:5. Pusat graviti tangan dengan jari yang sedikit bengkok terletak 1 cm proksimal kepada kepala tulang metakarpal ketiga.

Mengetahui kedudukan CG setiap dua bahagian badan yang bersendi antara satu sama lain (bahu dan lengan bawah, paha dan kaki bawah, dll.), Tidak sukar untuk menentukan kedudukan pusat graviti bersama mereka (lihat Rajah 2.9). Ia terletak pada garis lurus yang menghubungkan CG setiap pautan, dan membahagikan garis lurus ini dalam nisbah berkadar songsang dengan jisimnya. Dengan mengubah sistem dua pautan, adalah mungkin untuk menentukan kedudukan graviti pusat badan.

Untuk menentukan GCT, serta untuk menentukan trajektorinya, V.M. Abalakov mencadangkan peranti (Rajah 16.26).

nasi. 16.26. Peranti V.M. Abalakova untuk menentukan lokasi GCT badan manusia daripada lukisan dari filmogram

Kestabilan badan ditentukan oleh saiz kawasan sokongan, ketinggian pusat graviti pusat badan, dan lokasi menegak, diturunkan dari pusat graviti, di dalam kawasan sokongan (lihat Rajah 16.25). Lebih besar kawasan sokongan dan lebih rendah pusat pusat badan terletak, lebih besar kestabilan badan.

Untuk menentukan pusat jisim J.L. Parks (1959) mencadangkan kaedah pembedahan yang membenarkan pusat setiap segmen, jisim, dan kedudukan pusat jisim ditentukan (Rajah 16.27).

nasi. 16.27.- Lokasi pusat graviti bahagian torso

(garisan sepanjang bahagian tengah badan) (selepas J.L Parks, 1959).

Peratusan menunjukkan kedudukan pusat graviti potongan berhubung dengan

kepada diameter anteroposteriornya

Untuk mengkaji kawasan sokongan, permukaan plantar kaki disapu dengan cat, yang mana pesakit berdiri di atas permukaan rata yang ditutup dengan lapisan cat nipis, dan kemudian dengan berhati-hati bergerak ke atas sehelai kertas bersih . Daripada cetakan kaki seseorang boleh menilai gerbang kaki dan sifat pengagihan beban pada kaki (lihat Rajah 16.20). Kaedah cap jari digunakan untuk menentukan ciri dan sifat gaya berjalan (lihat Rajah 16.20).

Analisis gaya berjalan berdasarkan tanda yang ditinggalkan di atas kertas dijalankan dengan mengukur sudut langkah (sudut yang dibentuk oleh garis pergerakan dan paksi kaki), lebar langkah (jarak antara cetakan tepi tumit kaki). kaki yang sama (Rajah 16.28).

nasi. 16.28. Analisis berjalan dan berlari berdasarkan jejak kaki

baik postur badan mewujudkan keadaan optimum untuk aktiviti organ dalaman, meningkatkan prestasi dan, sudah tentu, mempunyai yang hebat nilai estetik. Ciri-ciri jenis postur boleh diberikan berdasarkan keputusan goniometri kolum tulang belakang (Rajah 16.29) dan visual.

nasi. 16.29. Goniometri kolum tulang belakang.

Lordosobrachial-liozometer (a). Peranti Billy-Kirchhofer (b). Peranti P.I Belousova (v). G- rajah untuk mengukur kedalaman lengkung serviks (a) dan lumbar (b).

Goniometri- kaedah untuk merekod pergerakan relatif bahagian badan: rintangan pembolehubah elektrik (potensiometer) atau inklinometer (pada engsel, atau dengan rahang boleh ditarik balik, atau cakera) digunakan sebagai penderia pergerakan sudut dalam sendi. Yang paling banyak digunakan ialah goniometer kompas V.A. Gamburtseva.

Menggunakan kaedah goniometrik, pengukuran komprehensif kelengkungan dan pergerakan tulang belakang, sudut kecondongan pelvis, julat pergerakan sendi anggota badan, ubah bentuk anggota badan, dan lain-lain mudah dilakukan.

Sifat perubahan masa sudut sendi kaki dalam satah dekat dengan sagittal ditunjukkan dalam Rajah. 16.30.

Cyclography- kaedah merekod pergerakan manusia. Dalam cyclography, pose berturut-turut seseorang yang bergerak (atau salah satu anggota badannya) dirakam pada filem fotografi yang sama. Untuk melakukan ini, orang yang diperiksa memakai sut yang diperbuat daripada kain hitam dan tidak berkilat. Mentol elektrik kecil dipasang pada sendi yang sepadan dan beberapa titik lain badan. Pergerakan subjek meninggalkan kesan pada filem fotografi. Dalam kes ini, setiap mentol lampu bercahaya pada filem sepadan dengan laluan cahayanya sendiri dalam bentuk garisan.

nasi. 16.30. Goniograms, dynamograms, pergerakan titik penggunaan daya terhasil pada kaki dan struktur temporal langkah semasa berlari. Kepantasan - 149 langkah seminit, panjang langkah 1.21 m, kelajuan larian 10.8 km/j.

Penamaan adalah sama seperti dalam Rajah. 15.22 (menurut V.A. Bogdanov, V.S. Gurfinkel, 1976)

Untuk menentukan kelajuan pergerakan bahagian individu badan, cakera berputar dengan satu atau lebih lubang diletakkan di hadapan kamera. Berputar pada kelajuan seragam di hadapan lensa kamera, cakera membahagikan trajektori cahaya mentol lampu kepada titik tertentu yang dijarakkan antara satu sama lain pada selang masa yang sama.

Memproses siklogram menggunakan kaedah N.A. Bernstein, seseorang boleh menganalisis secara terperinci pergerakan badan manusia dan pautan individunya dalam ruang dan masa. Ini membolehkan bukan sahaja untuk mengenal pasti pergerakan sebenar dan relatif badan dan titik individunya (segmen), tetapi juga untuk menentukan kelajuan dan pecutan pergerakan ini di sepanjang komponen membujur dan menegak.

Siklogram membolehkan anda melihat pergerakan spatial holistik badan, yang terbentuk akibat penambahan pergerakan sudut banyak bahagian badan berbanding satu sama lain.

Dalam Rajah. 16.31 dan rajah. 16.32 menunjukkan siklogram seseorang berjalan dan berlari.

Stabilografi. Pada asasnya, kestabilan ialah keupayaan seseorang untuk meletakkan pusat jisim umum supaya unjurannya ke bahagian mendatar sokongan jatuh pada kawasan yang dihadkan oleh kaki. Mengekalkan postur menegak adalah koordinasi otot pergerakan kitaran badan. Dalam kes ini, badan berayun dan kawasan yang diterangkan oleh GCM mungkin melebihi kawasan sokongan. Semasa menjalankan ujian "kestabilan", stabilogram diambil selama 30 s, manakala subjek diminta berdiri di atas platform dan cuba mengekalkan kedudukan badan menegak secara bebas (30 s pertama dengan mata terbuka, dan kemudian 30 s dengan mata tertutup ). Dalam Rajah. 16.33 menunjukkan statokinesigram.

Analisis statokinesigrams (SKG) disediakan mengikut ciri-ciri berikut.

1. Jangkaan matematik koordinat GCT (GCM) berdasarkan jangkaan matematik kedudukan pusat tekanan M x ±σ x, M y , setiap koordinat dengan purata sendiri sisihan segi empat sama.

2. Panjang lengkung (panjang trajektori GCM) - L, (m, mm).

3. Luas SKG – S, (m2, mm2).

4. Masa perjalanan - t,(Dengan).

5. Kelajuan ( kelajuan purata pergerakan pusat pergerakan jisim) (m/s, mm/s).

6. Jejari sisihan pusat graviti (OCM) - R,(Mmm).

7. Jejari MSD - (m, mm).

8. sisihan GCT, D x, D y(Mmm).

9. Pekali asimetri

nasi. 16.31. Hasil utama cyclography berjalan manusia

(menurut N.A. Bernstein et al., 1940).

a - siklogram dua langkah berganda (lihat di sebelah kanan), masa antara titik ialah 1/90 s. Garisan menunjukkan kedudukan bahagian badan pada momen perubahan ciri dalam tindak balas sokongan

nasi. 16.31, b - gambar rajah lokasi momen utama perubahan dalam tindak balas sokongan pada struktur sementara berjalan. Tanda seru dengan sebutan huruf yang dipindahkan dari Rajah. A, ditandakan dengan mata kaki "anda".

nasi. 16.31, V - daya inersia (ordinat) yang bertindak dalam pautan kaki kanan semasa berjalan (arah tindakan bertepatan dengan arah pecutan di pusat graviti pautan). Tiga lengkung di bahagian atas (atas ke bawah): komponen menegak bagi daya di paha, kaki bawah dan kaki, dikira daripada siklogram yang diberikan. Dua lengkung di bawah (atas ke bawah): komponen longitudinal daya di bahagian bawah kaki dan kaki, diperoleh dalam eksperimen lain. Huruf menunjukkan ekstrema utama kuasa, dan huruf P minimum ditunjukkan, dan indeks pada n mengulangi penetapan maksimum sebelum minimum ini, h- belakang dan v- tolakan kaki ke hadapan (daya tindak balas tanah maksimum), T- momen menegak (tindak balas sokongan minimum), z-maksimum dan k- pecutan minimum pusat graviti badan. Indeks digital di sebelah huruf menandakan sebutan gelombang pada extrema (berterusan garis menegak), indeks huruf putus-putus menunjukkan ekstrem tambahan yang sangat berubah-ubah

Rajah 16.32. Siklogram lari manusia (menurut N.A. Bershtein et al., 1940).

a - siklogram langkah berganda dalam sukan larian (lihat di sebelah kanan), masa antara tolakan ialah 1/187 s. garisan menunjukkan kedudukan pautan badan pada ekstrema utama daya inersia

nasi. 16.32, b- daya inersia (ordinat) yang bertindak dalam pautan kaki dalam eksperimen ini (arah tindakan secara bersyarat bertepatan dengan arah pecutan V pusat graviti pautan). Dari atas ke bawah - komponen menegak dan membujur daya di paha, di bawah - komponen daya yang serupa di bahagian bawah kaki, di bahagian paling bawah - di kaki. Sistem tatatanda adalah sama seperti dalam Rajah. 16.31

nasi. 16.33. Statokinesigrams pesakit dengan terbuka dan mata tertutup dengan ujian Romberg

Sebagai tambahan kepada analisis statokinesigram (SKG), adalah mungkin untuk mendapatkan histogram yang mencirikan taburan statistik nilai sisihan GCM dalam kedua-dua arah dan analisis spektrum getaran badan subjek. Pemprosesan histogram dan analisis spektrum dijalankan menggunakan kaedah yang dikaji dalam kursus asas fizik perubatan dan biologi.

Untuk penyelidikan radas vestibular menjalankan ujian koordinasi khas dan ujian dengan putaran: putaran di kerusi Barany, ujian Romberg, dsb.

Orientasi dalam ruang, serta kestabilan badan, sebahagian besarnya bergantung pada keadaan penganalisis vestibular. Ini amat penting dalam beberapa sukan yang kompleks (akrobatik, gimnastik, trampolin, menyelam, luncur angka, dll.).

ujian Romberg. Uji untuk menentukan perubahan proprioception. Ujian Romberg dijalankan dalam empat mod (Rajah 16.34) dengan penurunan beransur-ansur dalam kawasan sokongan. Dalam semua kes, tangan subjek diangkat ke hadapan, jari merebak dan mata ditutup. Jam randik merekodkan masa yang diperlukan untuk mengekalkan keseimbangan selama 15 saat. Pada masa yang sama, semua perubahan direkodkan - bergoyang badan, menggeletar tangan atau kelopak mata (gegaran).

nasi. 16.34. Penentuan imbangan dalam pose statik

Ujian Yarotsky. Ujian ini membolehkan anda menentukan ambang sensitiviti penganalisis vestibular. Ujian dilakukan dalam kedudukan berdiri dengan mata tertutup, manakala atlet, atas arahan, mula memutar kepalanya dengan laju. Masa pusingan kepala sehingga atlet hilang imbangan direkodkan. Bagi orang yang sihat, masa untuk mengekalkan keseimbangan adalah purata 28 saat, untuk atlet terlatih adalah 90 saat atau lebih, terutamanya bagi mereka yang melakukan akrobatik, gimnastik, menyelam, dll.

Tremorografi. Gegaran adalah hiperkinesis, ditunjukkan oleh tidak sengaja, stereotaip, berirama pergerakan berayun seluruh badan atau komponen. Gegaran direkodkan menggunakan sensor seismik pada mesin ECG. Penderia seismik aruhan diletakkan pada jari subjek. Getaran mekanikal (gegaran) tangan dan jari, ditukar kepada isyarat elektrik, dikuatkan dan direkodkan pada pita elektrokardiograf (Rajah 16.35). Rakaman berlaku dalam masa 5-10s. Kemudian bentuk lengkung yang terhasil dianalisis dari segi amplitud dan frekuensi. Dengan keletihan dan keseronokan, amplitud dan kekerapan gegaran meningkat. Kecergasan yang lebih baik biasanya disertai dengan penurunan magnitud gegaran, serta penurunan atau hilangnya kesakitan.

nasi. 16.35. Tremorogram: a - sebelum latihan, b - selepas latihan

Aktografi- ini adalah kajian aktiviti motor seseorang semasa tidur. Rakaman aktogram dijalankan pada electrokymograph, di mana ruang basikal sepanjang 1.5 m digunakan sebagai bahagian penerima, tekanannya ialah 15-20 mm Hg. Seni. Ruang itu disambungkan dengan tiub getah ke kapsul Marey. Jurutulis dakwat merekodkan aktogram di atas kertas. Apabila menganalisis aktogram, tempoh tidur, tempoh keadaan rehat lengkap, jumlah masa tidur dan komponen lain diambil kira. Lebih tinggi skor rehat anda, lebih baik tidur anda.

Dengan keletihan (terlalu kerja), neurosis, sakit dan keadaan lain, gangguan tidur berlaku (Rajah 16.36).

nasi. 16.36. Actograms: a - semasa keletihan, b - selepas mengambil koktel oksigen dan urutan pemulihan khas dengan aeroionisasi

Nomogram wujud untuk menentukan permukaan badan berdasarkan ukuran panjang dan berat badan (Rajah 16.37). Permukaan badan adalah sebahagian besarnya mengintegrasikan tanda perkembangan fizikal, mempunyai korelasi yang tinggi dengan kebanyakan sistem fungsian badan yang paling penting.

Pengiraan luas permukaan badan (S) mengikut Dubos: S = 167.2 , di mana M- berat badan dalam kilogram; D- panjang badan dalam sentimeter.

Nisbah jisim dan luas permukaan badan kanak-kanak, bergantung pada umur, diberikan dalam Jadual. 16.1.

Penentuan ketebalan lipatan kulit-lemak pada kanak-kanak dan remaja. Pengukuran mengikut L.S. Trofimenko dihasilkan menggunakan angkup Terbaik dengan tekanan malar 10 g/mm 2 (Rajah 16.38). Ketebalan lipatan diukur pada sepuluh titik badan: pipi, dagu, dada I (sepanjang garis axillary anterior pada tahap lipatan axillary), belakang bahu, belakang, dada II (sepanjang garis axillary anterior pada paras rusuk X), perut di atas puncak iliac, paha, tulang kering. Ketebalan setiap lipatan diukur 3 kali dan data yang terhasil ditambah.

Pada kanak-kanak perempuan, lengkung jumlah lipatan antara umur 7 dan 17 tahun meningkat secara berterusan; pada kanak-kanak lelaki, puncak lengkung meningkat pada usia 10-12 tahun, maka terdapat kecenderungan untuk menurun sedikit. Perbandingan nilai yang diperolehi dengan berat badan kanak-kanak membolehkan kita menilai perkembangan keutamaan tisu adiposa atau sistem muskuloskeletal.

nasi. 16.37. Nomogram untuk menentukan permukaan badan mengikut ketinggian dan berat badan (mengikut Du Bois, Boothby, Sandyford)

KAWALAN BIOMEKANIKAL. ANALISIS KLINIKAL PERGERAKAN. UJIAN DALAM BIOMEKANIK. KAEDAH TINJAUAN

Panjang anggota bawah diukur dalam kedudukan baring: anggota badan diposisikan dengan ketat secara simetri dan dua titik simetri dipilih pada setiap satu (Rajah 16.4). Titik tertinggi boleh menjadi tulang belakang pelvis anterosuperior atau hujung trochanter yang lebih besar. Titik terendah boleh menjadi hujung bawah pergelangan kaki dalam atau luar (lihat Rajah 16.4).

Untuk mengukur panjang lengan atas atau lengan bawah, titik perantaraan biasanya adalah hujung olekranon atau kepala jejari.

Selepas pengukuran anggota badan yang berpenyakit, data yang diperoleh dibandingkan dengan data ukuran anggota badan yang sihat (Rajah 16.6).

biasanya bergantung kepada kehadiran kontraktur atau ankylosis sendi dalam kedudukan ganas, kelengkungan tulang, terkehel, dsb.

Penentuan julat pergerakan dalam sendi(16.9). Tahap dan jenis pergerakan sendi biasa bergantung pada bentuk permukaan artikular, tindakan mengehadkan ligamen, dan fungsi otot.

Terdapat sekatan pergerakan aktif dan pasif pada sendi. Isipadu julat pergerakan normal diketahui dalam pelbagai

sendi (Rajah 16.10, lihat ms 454-455). Walau bagaimanapun, untuk tujuan praktikal, data yang lebih penting boleh diperolehi dengan membandingkan pergerakan pada sendi bahagian yang berpenyakit dan yang sihat.

Sekatan mobiliti pasif dalam sendi dipanggil kontraktur. Had mobiliti aktif bukanlah kontraktur, tetapi keadaan yang berkaitan dengan sakit, lumpuh atau paresis otot.

Untuk kemudahan, pergerakan fisiologi di tulang belakang ditentukan dalam darjah (yang lebih sukar) dan dalam pergerakan maksimum pelbagai bahagian.

Di kawasan serviks, fleksi biasanya dilakukan sehingga dagu menyentuh sternum, lanjutan - sehingga mendatar

kedudukan belakang kepala, ke sisi - sehingga auricle menyentuh ikat pinggang bahu.

Di kawasan toraks, fleksi dan lanjutan dilakukan pada tahap yang kecil. Vertebra toraks mengambil bahagian yang besar dalam pergerakan sisi tulang belakang, julat pergerakan putaran adalah 80-120°.

Di kawasan lumbar, julat pergerakan terbesar ditentukan dalam arah anteroposterior, pergerakan sisi dan putaran adalah sederhana.

Ukuran kaki diambil dengan dan tanpa beban (Rajah 16.15). Kecacatan kaki akibat daripada kekurangan statik terdiri daripada a) pronasi kaki belakang

dan supinasi relatif pampasan bahagian anteriornya; b) membongkok ke arah belakang kaki depan berhubung dengan kaki belakang, yang ditubuhkan dalam kedudukan fleksi plantar (meratakan kaki); c) penculikan kaki depan (penculikan) berhubung dengan bahagian belakangnya (Rajah 16.16).

gerbang kurang daripada 55 mm, sudut pada buku lali ialah 105-120°, sudut pada calcaneus ialah 55-50°.

Iknografi- kaedah merakam trek dari kedua-dua kaki semasa berjalan, dengan mengambil kira panjang langkah setiap kaki, pusingan kaki, lebar langkah, sudut langkah (Rajah 16.20).

Apabila menganalisis tapak kaki menggunakan jejak kaki, parameter spatial langkah itu diukur.

Pengubahsuaian kaedah iknografi - podografi- penggunaan rakaman isyarat elektrik apabila kaki menyentuh lantai (Rajah 16.21). Arus elektrik yang lemah dibekalkan ke trek logam khas dan sentuhan logam pada kasut; apabila kasut tersebut menyentuh permukaan, ia menutup

Litar melalui arus yang direkodkan pada peranti (contohnya, osiloskop). Dengan meletakkan kenalan di tempat tertentu di tapak kaki, adalah mungkin untuk merekodkan fasa pemindahan anggota badan, meletakkan tumit pada sokongan, berguling ke seluruh kaki, mengangkat tumit, dll.

Penyertaan pelbagai otot dalam pelaksanaan lakuan motor dikaji melalui elektromiografi, iaitu, dengan mengkaji aktiviti elektrik otot. Untuk tujuan ini, elektrod penculik digunakan pada kulit manusia di atas otot yang sepadan. Elektromiografi berbilang saluran secara serentak merekodkan aktiviti elektrik beberapa otot.

Mengukur fleksibiliti tulang belakang. Fleksibiliti ialah keupayaan untuk melakukan pergerakan dengan amplitud yang besar. Ukuran fleksibiliti ialah julat pergerakan maksimum. Terdapat fleksibiliti aktif dan pasif. Ujian aktif dilakukan oleh subjek sendiri, ujian pasif dilakukan di bawah pengaruh daya luaran. Fleksibiliti bergantung kepada keadaan sendi, keanjalan (extensibility) ligamen, otot, umur, suhu persekitaran, bioritma, masa hari, dsb.

Lazimnya, fleksibiliti ditentukan oleh keupayaan seseorang untuk bersandar ke hadapan sambil berdiri di atas peranti ringkas (Rajah 16.23). Bergerak

Bar di mana bahagian ditanda dalam sentimeter menunjukkan tahap fleksibiliti.

Rachiocampsis boleh berlaku dalam tiga satah: a) hadapan (kelengkungan sisi - scoliosis); b) sagittal (bulat belakang, bonggol - kyphosis); c) mendatar (putaran vertebra - kilasan).

Pusat graviti umum badan memainkan peranan penting dalam menyelesaikan pelbagai isu mekanik pergerakan. Keseimbangan dan kestabilan badan ditentukan oleh kedudukan graviti pusat.

V. Braune dan O. Fischer menentukan kedudukan graviti pusat badan dan pusat graviti bahagian individunya. Telah didedahkan bahawa CG kepala terletak di belakang belakang sella turcica dengan kira-kira 7 mm; Pusat graviti badan berada di hadapan pinggir atas vertebra lumbar pertama (L,). Di sepanjang paksi badan, CGnya dijarakkan dari hujung tengkorak kira-kira 3/6 panjang, dan dari hujung ekor sebanyak 2/5 panjang (lihat Rajah 2.9). Garis lurus antara paksi melintang yang melalui sendi bahu dan pinggul dibahagikan dengan CG badan dalam kira-kira nisbah 4:5. Menurut Fisher, paha terpencil, kaki bawah, bahu dan lengan bawah mempunyai CG di tempat itu, segmen dari mana ke hujung proksimal dan distal pautan ini adalah lebih kurang.

seperti 4:5. Pusat graviti tangan dengan jari yang sedikit bengkok terletak 1 cm proksimal kepada kepala tulang metakarpal ketiga.

Untuk menentukan GCT, serta untuk menentukan trajektorinya, V.M. Abalakov mencadangkan peranti (Rajah 16.26).

Kestabilan badan ditentukan oleh saiz kawasan sokongan, ketinggian lokasi pusat pusat badan dan lokasi menegak, diturunkan dari pusat graviti, di dalam kawasan sokongan (lihat Rajah 16.25). Lebih besar kawasan sokongan dan lebih rendah pusat pusat badan terletak, lebih besar kestabilan badan.

Untuk menentukan pusat jisim J.L. Parks (1959) mencadangkan kaedah pembedahan yang membenarkan pusat setiap segmen, jisim, dan kedudukan pusat jisim ditentukan (Rajah 16.27).

Untuk mengkaji kawasan sokongan, permukaan plantar tapak kaki disapu dengan cat, yang mana pesakit berdiri di atasnya.

permukaan rata yang ditutup dengan lapisan cat nipis, dan kemudian dipindahkan dengan berhati-hati ke sehelai kertas bersih. Daripada cetakan kaki seseorang boleh menilai gerbang kaki dan sifat pengagihan beban pada kaki (lihat Rajah 16.20). Kaedah cap jari digunakan untuk menentukan ciri dan sifat gaya berjalan (lihat Rajah 16.20).

baik postur badan mewujudkan keadaan optimum untuk berfungsi organ dalaman, meningkatkan prestasi dan, tentu saja, mempunyai kepentingan estetik yang hebat. Ciri-ciri jenis postur boleh diberikan

mengikut keputusan goniometri kolum tulang belakang (Rajah 16.29) dan secara visual.

Sifat perubahan masa sudut sendi kaki dalam satah dekat dengan sagittal ditunjukkan dalam Rajah. 16.30.

Cyclography- kaedah merekod pergerakan manusia. Dalam cyclography, pose berturut-turut orang yang bergerak (atau

salah satu anggota badannya) dirakam pada filem fotografi yang sama. Untuk melakukan ini, orang yang diperiksa memakai sut yang diperbuat daripada kain hitam dan tidak berkilat. Mentol elektrik kecil dipasang pada sendi yang sepadan dan beberapa titik lain badan. Pergerakan subjek meninggalkan kesan pada filem fotografi. Dalam kes ini, setiap mentol lampu bercahaya pada filem sepadan dengan laluan cahayanya sendiri dalam bentuk garisan.

Siklogram membolehkan anda melihat pergerakan spatial holistik badan, yang terbentuk akibat penambahan pergerakan sudut banyak bahagian badan berbanding satu sama lain.

Dalam Rajah. 16.31 dan rajah. 16.32 menunjukkan siklogram seseorang berjalan dan berlari.

Analisis statokinesigrams (SKG) disediakan mengikut ciri-ciri berikut.

1. Jangkaan matematik koordinat GCT (GCM) berdasarkan jangkaan matematik kedudukan pusat tekanan M x± c x,

dan analisis spektrum dijalankan menggunakan kaedah yang dikaji dalam kursus asas fizik perubatan dan biologi.

Untuk penyelidikan radas vestibular menjalankan ujian koordinasi khas dan ujian dengan putaran: putaran di kerusi Barany, ujian Romberg, dsb.

Tremorografi. Gegaran adalah hiperkinesis, yang ditunjukkan oleh pergerakan berayun yang tidak disengajakan, stereotaip, berirama seluruh badan atau bahagian komponennya. Gegaran direkodkan menggunakan sensor seismik pada mesin ECG. Penderia seismik aruhan diletakkan pada jari subjek. Getaran mekanikal (gegaran) tangan dan jari, ditukar kepada isyarat elektrik, dikuatkan dan direkodkan pada pita elektrokardiograf (Rajah 16.35). Rakaman dibuat dalam masa 5-10 saat. Kemudian bentuk lengkung yang terhasil dianalisis dari segi amplitud dan frekuensi. Dengan keletihan dan keseronokan, amplitud dan kekerapan gegaran meningkat. Kecergasan yang lebih baik biasanya disertai dengan penurunan magnitud gegaran, serta penurunan atau hilangnya kesakitan.

Ujian Yarotsky. Ujian ini membolehkan anda menentukan ambang sensitiviti penganalisis vestibular. Ujian dilakukan dalam kedudukan berdiri dengan mata tertutup, manakala atlet, atas arahan, mula memutar kepalanya dengan laju. Masa pusingan kepala sehingga atlet hilang imbangan direkodkan. Pada orang yang sihat, masa untuk mengekalkan keseimbangan adalah purata 28 saat, pada atlet terlatih - 90 saat atau lebih, terutamanya bagi mereka yang melakukan akrobatik, gimnastik, menyelam, dll.

Aktografi adalah kajian aktiviti motor manusia semasa tidur. Rakaman aktogram dijalankan pada electrokymograph, di mana ruang basikal sepanjang 1.5 m digunakan sebagai bahagian penerima, tekanannya ialah 15-20 mm Hg. Seni. Ruang itu disambungkan dengan tiub getah ke kapsul Marey. Jurutulis dakwat merekodkan aktogram di atas kertas. Apabila menganalisis aktogram, tempoh tidur, tempoh keadaan rehat lengkap, jumlah masa tidur dan komponen lain diambil kira. Lebih tinggi skor rehat anda, lebih baik tidur anda.

Pengiraan luas permukaan badan (S) mengikut Dubos: S = 167.2 l/L4 ■ D, di mana M- berat badan dalam kilogram; D- panjang badan dalam sentimeter.

Nisbah jisim dan luas permukaan badan kanak-kanak, bergantung pada umur, diberikan dalam Jadual. 16.1.

pengurangannya. Perbandingan nilai yang diperolehi dengan berat badan kanak-kanak membolehkan kita menilai perkembangan keutamaan tisu adiposa atau sistem muskuloskeletal.

Kajian kekuatan otot. Keupayaan fungsi sistem muskuloskeletal (MSA) sebahagian besarnya bergantung kepada keadaan otot.

Untuk menentukan kekuatan otot, dinamometer, tonometer, elektromiografi, dsb. digunakan (Rajah 16.39).

Dinamometer Collen biasanya digunakan untuk menentukan kekuatan tangan. Kekuatan extensor batang diukur menggunakan dinamometer tulang belakang. Untuk mengukur kekuatan otot bahu dan ikat pinggang bahu, pemanjang pinggul dan kaki, serta lentur badan, dinamometer universal digunakan.

(Gamb. 16.40).

Lelaki mencapai kekuatan isometrik maksimum sekitar umur 30 tahun, dan kemudian kekuatan berkurangan. Proses ini berlaku lebih cepat pada otot besar anggota bawah dan badan. Kekuatan lengan

tahan lebih lama. Jadual 16.2 menunjukkan penunjuk kekuatan pelbagai kumpulan otot yang diperoleh daripada tinjauan kira-kira 600 orang (ketinggian purata lelaki ialah 171 cm, wanita - 167 cm).

Indeks kekuatan diperoleh dengan membahagikan penunjuk kekuatan mengikut berat dan menyatakannya sebagai peratusan (%). Nilai purata kekuatan tangan untuk lelaki dianggap sebagai 70-75% berat, untuk wanita - 50-60%; untuk kekuatan mati pada lelaki - 200-220%, pada wanita - 135-150%. Bagi atlet, masing-masing - 75-81% dan 260-300%; untuk atlet wanita - 60-70% dan 150-200%.

Pada masa ini, biomekanik mempunyai senjata penting kaedah untuk mengkaji fungsi lokomotor, secara statik dan dinamik, dan bukan sahaja gambaran luaran pergerakan dikaji, tetapi juga mekanisme kawalan dan sokongan hayat badan, yang memungkinkan untuk mengenal pasti julat keseluruhan. daripada parameter yang mencirikan imej motor. Konsep ini termasuk bukan sahaja manifestasi luaran (mekanikal) pergerakan dan tindak balas alam sekitar, tetapi juga syarat untuk mengatur kawalan pergerakan, aktiviti yang diselaraskan semua organ dan sistem badan. Maklumat yang diperolehi sebagai hasil kajian biomekanikal berfungsi sebagai asas untuk menentukan norma dan membolehkan kita mengukur tahap kemerosotan fungsi lokomotor dalam pelbagai keadaan patologi. Penyelidikan biomekanikal digunakan secara meluas bukan sahaja dalam perubatan klinikal (diagnostik fungsional, ortopedik, traumatologi, prostetik), tetapi juga dalam sukan, dan dalam pembangunan pelbagai mekanisme antropomorfik (robot, manipulator), dan dalam menyelesaikan masalah lain yang digunakan. Asas metodologi penyelidikan biomekanikal sentiasa diperbaiki menggunakan pencapaian saintifik terkini.

Kaedah penyelidikan yang paling meluas pada masa kini adalah dalam biomekanik klinikal boleh dikelaskan seperti berikut:

I. Somatometrik: antropometri, fotogrametri, radiografi.

II. Kinesiologi: optik, potensiometri, elektropodografi, tensometri, iknografi.

III. Klinikal dan fisiologi: kalorimetri, elektromiografi, elektroensefalografi dan kaedah diagnostik berfungsi lain.

Somatometri

Antropometri

Semasa pemeriksaan klinikal dan biomekanik, kaedah antropometri digunakan untuk mendapatkan maklumat tentang jantina dan ciri-ciri umur subjek, tentang ciri-ciri struktur sistem muskuloskeletal dalam keadaan normal dan dalam patologi, dan maklumat penting tentang postur. Biasanya, sebelum menjalankan kajian biomekanik khas, ketinggian pesakit semasa berdiri dan duduk, panjang anggota badan, julat pergerakan dalam sendi besar diukur, dan berat badannya ditentukan. Menggunakan garis tegak, gambar rajah berdiri dilukis - unjuran pada satah mendatar paksi sendi bahagian bawah dan pelvis. Ini memungkinkan untuk mendapatkan idea tentang arkitektonik bahagian bawah kaki apabila berdiri dengan selesa, untuk menentukan jumlah putaran paksi sendi dalam unjuran ke satah mendatar, sudut putaran kaki, jarak antara permukaan dalaman kaki pada tahap yang berbeza, dsb.

Fotogrametri

Permukaan belakang seperti yang diperiksa oleh topografi komputer. A. - norma; B. - kyphoscoliosis kawasan toraks; V. - hyperlordosis kawasan lumbar; G. - bilah berbentuk sayap yang menonjol.

Kaedah antropometrik mengumpul dan menganalisis maklumat termasuk kaedah mengkaji struktur sistem muskuloskeletal dalam bentuk fotogrametri yang dipanggil. Secara ringkasnya, teknik fotogrametri adalah seperti berikut: subjek diminta mengambil posisi berdiri yang semula jadi, paling biasa dan selesa. Bingkai dengan pembahagian sentimeter pada mendatar dan salah satu sisi menegak dipasang di hadapannya. Benang diregangkan melalui bahagian tengah bingkai, berfungsi sebagai garis paip. Gambar diambil dan gambar dibuat untuk analisis grafik, di mana jarak dalam sentimeter antara duri anterosuperior pelvis, kecondongan pinggul di sepanjang paksi anatomi berbanding menegak, jarak antara pusat sendi lutut, kecenderungan kaki di sepanjang paksi anatomi, sudut valgus fisiologi kaki, jarak antara pusat sokongan kaki diukur. Kaedah ini akan memungkinkan untuk menentukan ciri umur Skim untuk pembinaan sistem muskuloskeletal dalam keadaan normal dan dalam pelbagai keadaan patologi.

Kaedah topografi komputer optik

Stereofotogrametri dengan asas khayalan. Model geometri fotografi stereo. Koordinat titik tetap: X=90, Y=112, Z=-24 mm.

Maklumat penting tentang geometri badan manusia, ciri dan gangguan postur boleh diperolehi dengan mengkaji kaedah khas topografi komputer. Kaedah moden dan paling tepat ini membolehkan kuantitatif ketepatan yang tinggi tentukan koordinat mana-mana titik anatomi pada permukaan badan. Tempoh peperiksaan adalah 1 - 2 minit, jadi kaedah ini berjaya digunakan untuk penyelidikan massa.

Kaedah kinesiologi

Pergerakan manusia yang bertujuan (lokomotif) ialah corak pergerakan yang stabil, dicirikan oleh parameter kinematik, dinamik, temporal dan ruang tertentu. Seluruh set yang terakhir boleh dianggap sebagai manifestasi biomekanik imej motor yang berkembang untuk setiap orang tertentu semasa tempoh perkembangan ontogenetik selepas bersalin dan mengalami perubahan akibat perubahan pada mana-mana peringkat penganalisis motor, bergantung pada umur dan keadaan operasi sistem sokongan hidup badan. Sememangnya, pendaftaran parameter kinesiologi pergerakan adalah perlu untuk mencirikannya, baik dalam kes disfungsi sistem muskuloskeletal, dan ketika mengkaji pergerakan seorang atlet. Maklumat yang paling boleh dipercayai tentang pergerakan boleh diperolehi menggunakan kaedah optik, yang menyediakan pendaftaran komprehensif bagi sebarang bilangan titik badan manusia dan persekitaran luaran berbanding dengan grid koordinat spatio-temporal dan memberikan maklumat tentang kinematik mata yang dikaji dalam satu bentuk yang sesuai untuk analisis matematik. Koordinat, seperti yang diketahui, adalah bahan daripada analisis yang boleh dilukis oleh seseorang jumlah maksimum maklumat tentang kemajuan pergerakan yang ditangkap. Sikografi (dari kitaran... dan...grafik), kaedah mengkaji pergerakan manusia dengan mengambil gambar secara berurutan (sehingga ratusan kali sesaat) tanda atau mentol lampu yang dipasang pada bahagian badan yang bergerak. Fasa memotret pergerakan mula dicadangkan pada tahun 80-an. abad ke-19 Saintis Perancis E. Marey. PADA. Bernstein pada tahun 20-an abad ke-20 diperbaiki dan diubah suai C., sebagai contoh, dia mencadangkan kymocyclography - penggambaran pada filem bergerak. Berdasarkan analisis cyclograms - cyclogrammetry - untuk beberapa pergerakan, data diperolehi pada trajektori titik individu badan, mengenai kelajuan dan pecutan bahagian badan yang bergerak, yang memungkinkan untuk mengira magnitud kuasa yang menyebabkan pergerakan ini. Maklumat ini menjadi asas idea moden pada prinsip mengawal pergerakan manusia, digunakan dalam kajian pergerakan sukan, gangguan pergerakan, dan lain-lain. Berhampiran dengan kaedah pergerakan penggambaran dengan pemprosesan berikutnya bingkai seperti siklogram adalah dekat dengan sinematografi. Jenis penggambaran yang paling mudah dan paling kerap digunakan dalam amalan ialah fotogrametri. Tinjauan ini ialah rakaman pergerakan manusia dan objek persekitaran dalam satah berserenjang dengan paksi optik peranti. Dalam kes ini, peranti dipasang supaya dalam bidang pandangannya terdapat segala-galanya yang akan dikenakan kajian dan analisis seterusnya. Data eksperimen yang diperoleh menggunakan kaedah rakaman optik tertakluk kepada pemprosesan matematik. Penanda atau mentol lampu digunakan sebagai penderia ("titik bercahaya") untuk mendapatkan ciri kinematik pergerakan anggota badan, yang dilekatkan pada sendi yang sedang dikaji. Peralatan subjek ujian hampir tanpa berat, jadi ia tidak memperkenalkan sebarang perubahan ke dalam struktur imej motor. Tinjauan stereofotogrammetri penumpu dan siklogrametri cermin adalah sama. Sesungguhnya, fotografi cyclogrammetric cermin pada sudut a (sudut antara paksi optik utama kamera filem dan satah cermin - sudut penangkapan) tidak lebih daripada merakam dengan dua peranti, paksi optik yang menumpu pada sudut a. Pengiraan koordinat spatial dijalankan mengikut formula hubungan matematik antara koordinat ruang premis (jika penggambaran dijalankan dalam keadaan pejabat) dan koordinat imej perspektif. Kecuali kaedah analisis, pelbagai teknik nomografi berdasarkan peruntukan terkenal geometri sintetik kini digunakan secara meluas. Nomogram, yang digunakan untuk memproses isoinformation, ialah grid berfungsi dan digunakan untuk mendapatkan koordinat sebenar (sah) bagi mana-mana titik tetap pada segmen atau sendi anggota.

Kaedah elektromekanikal

Pada masa ini, dalam penyelidikan biomekanikal, bersama-sama dengan optik, kaedah rakaman elektrik telah meluas. Ini boleh dijelaskan terutamanya oleh fakta bahawa maklumat yang dibentangkan dalam bentuk isyarat elektrik adalah mudah untuk diproses oleh radio dan peranti elektronik. Di samping itu, kebanyakan proses yang berlaku dalam organisma hidup disertai dengan pelbagai fenomena elektrik, yang menjadikannya lebih mudah untuk mendapatkan maklumat dalam bentuk isyarat elektrik.

Gambar rajah kinematik penderia potensiometri untuk mengukur julat pergerakan dalam sendi bahagian bawah kaki. A - dalam metatarsophalangeal; b - dalam subtalar; Dalam-dalam pinggul, lutut dan buku lali.

menggunakan kaedah elektrik pendaftaran kuantiti bukan elektrik (yang merupakan komponen kinematik dan dinamik pergerakan) dalam amalan penyelidikan biomekanikal, pengukuran dan pendaftaran komponen kinematik pergerakan dijalankan menggunakan penderia potensiometri linear 2 jenis: dengan fungsi input dalam bentuk pergerakan mekanikal sudut dan linear. Penderia potensiometri menukar fungsi pergerakan mekanikal kepada isyarat elektrik analog, yang kemudiannya direkodkan pada skala yang sesuai.

Kajian komponen dinamik pergerakan dijalankan menggunakan kaedah tolok terikan. Pelbagai tolok terikan - penderia tekanan - digunakan sebagai elemen sensitif terikan. Tolok terikan digunakan untuk menentukan komponen menegak tindak balas sokongan apabila berjalan (ichnography) atau untuk merekodkan stabilogram. Podografi - pendaftaran masa sokongan bahagian individu kaki semasa berjalan untuk mengkaji fungsi rolling dikaji menggunakan sensor khas yang dipasang di tapak kasut.

Stabilogram berdiri berselang-seli pada kaki kanan dan kiri.

Stabilografi - kaedah objektif pendaftaran jawatan dan unjuran pusat am jisim pada satah sokongan adalah parameter penting mekanisme untuk mengekalkan postur menegak. Biasanya kawasan penghijrahan pusat jisim biasa (GCM) direkodkan dalam unjuran satah mendatar, digabungkan dengan garis besar kaki.

Kaedah klinikal dan fisiologi

Maklumat mengenai anatomi fungsi sistem muskuloskeletal manusia dan parameter biomekanik pergerakan tidak dapat mencirikan sepenuhnya keseluruhan kompleks proses yang berlaku di dalam badan dalam keadaan aktiviti fizikal. Untuk mengkaji mekanisme kawalan pergerakan dan bekalan tenaganya, beberapa kaedah fisiologi digunakan dalam kajian biomekanikal. Dari senjata kaedah yang luas fisiologi moden kaedah penilaian fungsian sistem sokongan hidup badan dipilih, yang, dalam kombinasi dengan kaedah biomekanik khas, memungkinkan untuk mengkaji dengan lebih mendalam proses pembentukan kemahiran motor dan tindak balas badan terhadap pelaksanaan pergerakan. Dalam hal ini, pelbagai varian kardiografi, elektroensefalografi, elektromiografi, kalorimetri tidak langsung dan kaedah diagnostik berfungsi lain paling banyak digunakan dalam kajian klinikal dan biomekanikal.

Kalorimetri.

Tenaga yang dikeluarkan oleh badan dalam proses kehidupan pergi terus ke dalam kerja mekanikal, elektrik, fizikokimia, dan lain-lain, dan sejumlah haba dibebaskan. Semua haba yang dikeluarkan oleh badan memberikan jumlah perubahan tenaga dalam tempoh masa tertentu. Jumlah haba yang dijana boleh ditentukan secara langsung dalam ruang kalorimetrik khas di mana subjek ujian diletakkan. Buat pertama kalinya ruang sedemikian dibina pada 1880-1886. di Jabatan Patologi Am Akademi Perubatan Tentera yang dinamakan sempena. CM. Kirova V.V. Pashutin. Walau bagaimanapun, kaedah kalorimetri tidak langsung yang lebih mudah digunakan pada masa ini, yang terdiri daripada mengkaji pertukaran gas pulmonari dan pengiraan semula jumlah oksigen yang digunakan ke dalam unit tenaga haba. Justifikasi teori Kaedah kalorimetri tidak langsung adalah berdasarkan fakta bahawa semua tenaga yang dikeluarkan semasa hidup manusia adalah hasil daripada pemecahan (pengoksidaan) lemak, protein dan karbohidrat. Purata jumlah haba yang dibebaskan semasa pengoksidaan 1 g setiap bahan ini ditentukan secara eksperimen. Kesetaraan haba oksigen semasa pengoksidaan bahan-bahan ini juga telah ditetapkan. Perbelanjaan tenaga orang yang sihat terdiri daripada: 1) metabolisme basal, 2) peningkatan metabolisme disebabkan oleh kesan dinamik khusus makanan yang diambil, 3) peningkatan metabolisme akibat kerja otot. Kadar metabolisme basal ialah kadar metabolisme terendah yang diperlukan untuk memastikan daya maju. Secara bertenaga ia dinyatakan dalam nilai pengeluaran haba semasa rehat. Metabolisme basal ditentukan tidak lebih awal daripada 12-18 jam selepas makan, di bawah keadaan rehat otot dan mental yang lengkap, pada suhu ambien 18-20 ° C. Kaedah kalorimetri tidak langsung yang paling biasa pada masa ini ialah kaedah Douglas-Holden. Intipatinya terletak pada fakta bahawa subjek bernafas udara atmosfera, dan udara yang dihembus dikumpulkan dalam beg yang diperbuat daripada kain getah dengan kapasiti 100-150 liter. Jumlah udara yang dihembus setiap diberi masa diukur dengan jam gas, dan komposisi berkualiti tinggi diperiksa dalam penganalisis gas Holden.

Elektromigrafi

Untuk mengkaji aktiviti otot dalam proses melakukan perbuatan motor, elektromiopati digunakan. Pada tahun 1884 N.E. Vvedensky menerangkan pengalaman telefon mendengar potensi tindakan otot manusia, dan pada tahun 1907 ahli fisiologi Jerman N. Piper mula-mula merekodkannya menggunakan galvanometer kudis. Walau bagaimanapun, kajian elektromiografi memperoleh kepentingan praktikal hanya pada tahun 30-an selepas penciptaan penguat biopotential khusus dan elektrod jarum sepusat, yang memungkinkan bukan sahaja untuk mengkaji fungsi unit motor, tetapi juga untuk menguraikan makna komponen elektromiogram. (EMG) direkodkan dengan elektrod kulit. Rakaman elektromiogram kini dijalankan dalam dua cara: elektrod kulit dan jarum, yang membolehkan rakaman terpilih aktiviti satu unit motor. Penggunaan plumbum bipolar kulit dengan jarak interelectrode 20-25 mm memungkinkan untuk merekodkan jumlah aktiviti banyak unit motor. Perkembangan elektromiografi membawa kepada kemunculan bidang khas elektrofisiologi klinikal - elektromiografi klinikal, yang digunakan secara meluas dalam klinik saraf dan pembedahan, dalam ortopedik dan prostetik, dalam biomekanik klinikal dan sukan. Dalam tahun-tahun kebelakangan ini, skop penggunaan kaedah elektromiografi telah berkembang dengan ketara disebabkan oleh penggunaan biopotensi otot sebagai penunjuk dalam sistem untuk peraturan penyesuaian nada otot.

cerita

Sejarah biomekanik berkait rapat dengan sejarah teknologi, fizik, biologi dan perubatan, serta sejarah budaya fizikal dan sukan. Banyak pencapaian sains ini menentukan perkembangan doktrin pergerakan makhluk hidup. Biomekanik moden tidak dapat dibayangkan tanpa undang-undang mekanik yang ditemui oleh Archimedes, Galileo, Newton, tanpa fisiologi Pavlov, Sechenov, Anokhin, dan tanpa teknologi komputer moden.

Asal-usul biomekanik

Biomekanik adalah salah satu cabang biologi tertua. Asal-usulnya ialah karya [Aristotle|Aristotle]], Galen, Leonardo da Vinci.

Dalam karya sains semula jadinya "Parts of Motion and the Movement of Animals," Aristotle meletakkan asas untuk apa yang kemudiannya, 2300 tahun kemudian, dipanggil sains biomekanik. Dalam risalah saintifiknya, dengan pemikiran cirinya, beliau menerangkan dunia haiwan dan corak pergerakan haiwan dan manusia. Dia menulis tentang bahagian-bahagian badan yang diperlukan untuk bergerak di angkasa (gerak), tentang pergerakan sukarela dan sukarela, tentang motivasi pergerakan haiwan dan manusia, tentang rintangan alam sekitar, tentang kitaran berjalan dan berlari, tentang keupayaan makhluk hidup. untuk menggerakkan diri mereka...

Ahli sains perubatan terhebat pada zaman purba (selepas Hippocrates) ialah Claudius Galen (131-201 AD). Selaras dengan pandangan dunia zaman purba, Galen memahami integriti organisma. Dia menulis:

"Dalam keseluruhan bahagian, semuanya adalah dalam persetujuan bersama dan ... semuanya menyumbang kepada aktiviti setiap daripada mereka."

Kajian saraf membolehkan Galen menyimpulkan bahawa saraf, mengikut ciri fungsinya, dibahagikan kepada tiga kumpulan: mereka yang pergi ke organ deria melakukan fungsi persepsi, mereka yang pergi ke otot mengawal pergerakan, dan mereka yang pergi ke organ. melindungi mereka daripada kerosakan. Karya utama beliau ialah On the Purpose of Parts of the Human Body. Galen secara eksperimen menunjukkan bahawa anggota badan dibengkokkan secara bergantian oleh otot dalaman dan kemudian dilanjutkan oleh otot luaran. Oleh itu, menerangkan otot kelima, yang terbesar, pada pendapatnya, dari semua otot badan, adductor paha dan terdiri daripada otot besar, sederhana dan kecil yang melekat pada bahagian dalam dan posterior femur dan menurun hampir ke bawah. kepada sendi lutut, dia, menganalisis fungsinya, menulis:

“Serat posterior otot ini, yang berasal dari iskium, menguatkan kaki dengan mengetatkan sendi. Tindakan ini dihasilkan tidak kurang kuat oleh bahagian bawah serat yang datang dari tulang kemaluan, yang juga disertai dengan pergerakan putaran ke dalam yang sedikit. Serabut yang terletak di atasnya membawa paha ke dalam dengan cara yang sama seperti yang paling atas menambah dan pada masa yang sama menaikkan sedikit paha."

Perkembangan mekanik pada Zaman Pertengahan banyak dipengaruhi oleh penyelidikan Leonardo da Vinci (1452-1519) mengenai teori mekanisme, geseran dan isu-isu lain. Mengkaji fungsi organ, dia menganggap badan sebagai contoh "mekanik semula jadi." Mula-mula menerangkan beberapa tulang dan saraf, Perhatian istimewa menumpukan kepada masalah anatomi perbandingan, cuba memperkenalkan kaedah eksperimen ke dalam biologi. Artis, ahli matematik, mekanik dan jurutera yang hebat ini mula-mula menyatakan idea paling penting untuk masa depan biomekanik:

"Ilmu mekanik sangat mulia dan berguna lebih daripada semua sains lain kerana semua badan hidup yang mempunyai keupayaan untuk bergerak bertindak mengikut undang-undangnya."

Kejayaannya sebagai artis yang hebat juga banyak bergantung pada orientasi biomekanik lukisannya - teknik pergerakan digambarkan secara terperinci di dalamnya. Pemerhatiannya, jelas hari ini, adalah revolusioner pada Zaman Pertengahan. Sebagai contoh,

"Otot sentiasa bermula dan berakhir pada tulang yang bersentuhan antara satu sama lain, dan mereka tidak pernah bermula atau berakhir pada tulang yang sama, kerana mereka tidak dapat menggerakkan apa-apa kecuali diri mereka sendiri."

Leonardo, sudah tentu, pengasas anatomi berfungsi, bahagian penting biomekanik. Beliau bukan sahaja menerangkan bentuk muka bumi otot, tetapi juga kepentingan setiap otot untuk pergerakan badan.

Untuk menilai pergerakan manusia dengan tepat, peralatan pengukur digunakan. Alat pengukur mesti memenuhi keperluan ketepatan, kestabilan, kestabilan, penebat bahagian hidup dan faktor kualiti mekanikal.

Semua sistem pengukuran termasuk penderia ciri biomekanikal dengan penguat dan penukar, saluran komunikasi dan peranti rakaman (menyimpan dan menghasilkan semula).

Rajah.2. Gambar rajah komposisi sistem pengukuran.

Sensor– pautan pertama sistem pengukuran, melihat perubahan dalam penunjuk. Ditetapkan pada atau di luar badan manusia.

Sensor yang dipasang pada tubuh manusia mesti mempunyai berat minimum dan tidak menyekat pergerakan. Ini adalah, sebagai contoh, penanda sendi, elektrod elektromiografi, sudut sendi atau penderia pecutan. Penderia juga diletakkan pada peralatan, peralatan, permukaan di mana latihan dilakukan

Penguat dicirikan oleh keuntungan.

Maklumat daripada penderia dihantar melalui saluran telemetri.

Maklumat daftar anda boleh (hasil pendaftaran – graf, pita magnetik):

a) penunjuk (terma, cahaya, kimia);

b) meter (mekanikal, elektronik, dll.);

c) perakam (pen, inkjet, termal);

d) osiloskop (gelung dan elektronik).

Kaedah dinamometri terikan(reka bentuk oleh A.B. Abalakov) membolehkan anda mendaftar dan mengukur usaha yang dibangunkan oleh atlet apabila melakukan pelbagai latihan fizikal. Atlet menyediakan kesan mekanikal pada projektil dan salutan, yang berubah bentuk akibatnya. Jumlah ubah bentuk boleh direkodkan menggunakan tolok terikan yang dilekatkan pada elemen elastik.

Tolok terikan wayar, kerajang dan semikonduktor digunakan. Untuk mengukur tiga komponen daya, ia dilekatkan pada tiga secara bersama satah serenjang. Osiloskop digunakan sebagai alat pengukur dan rakaman. Platform dinamografi yang paling biasa adalah untuk rakaman tiga komponen tekanan rujukan.

Kaedah pecutan membolehkan anda mendaftarkan pecutan pergerakan badan dan bahagiannya. Ia terdiri daripada penderia pecutan yang dilekatkan pada tubuh manusia atau pada peluru, peralatan amplifikasi dan peralatan rakaman (osiloskop atau perakam pita). Untuk mengorientasikan vektor pecutan, rakaman video dua atau tiga satah yang disegerakkan digunakan.

Kaedah elektrogonometri direka untuk mengukur magnitud sudut sendi semasa pergerakan badan manusia. Ia direka untuk mengukur mobiliti dan perubahan sudut dari semasa ke semasa.

Goniometer terdiri daripada dua batang nipis, hujungnya disambungkan dengan engsel. Penukar elektrik dipasang di antara selat. Melalui sambungan berwayar, maklumat dihantar ke penguat, penukar dan perakam. Rakaman perubahan sudut dipanggil goniogram. Merekod maklumat dari pelbagai sudut dipanggil poligoniometri.

Berhampiran dengan kaedah ini ialah angulografi (merakam sudut fleksi dan lanjutan anggota bawah), iknografi dan podografi (merakam jejak semasa berjalan dan berlari)

Kaedah radiografi membolehkan anda menentukan julat pergerakan yang dibenarkan secara teori, mengiranya berdasarkan analisis sinar-X struktur sendi.

Kaedah elektromiografi– kaedah pendaftaran dan analisis aktiviti biologi otot. Membolehkan anda mengkaji aktiviti otot individu, tempoh kerja dan konsistensi dalam kerja otot dengan merekodkan perbezaan potensi. Pemasangan terdiri daripada elektrod yang digunakan pada kulit di atas otot yang sepadan, penguat biopotential dan peranti rakaman.

Kaedah penstabilan digunakan untuk menentukan turun naik graviti pusat badan apabila cuba mengekalkan keseimbangan.

Speedograf elektromekanikal atau pemasangan elektrik foto (laser). untuk menentukan kelajuan pergerakan tunggal.

Yang paling mudah ialah speedograf elektromekanikal, yang terdiri daripada mekanisme pita dengan penanda masa dan jarak. Tali pancing dipasang pada mereka melalui kekili dengan brek, hujung yang satu lagi dilekatkan pada tali pinggang atlet. Semasa berlari (atau berenang, mendayung, dsb.), menarik garis menyebabkan kenalan ditutup, dan jurutulis menandakan masa (setiap 0.02 s) dan jarak (setiap 1 m) pada pita.

Lebih disukai dalam pengertian ini ialah pemasangan fotoelektronik. Ia terdiri daripada fotosel, penguat dan peranti rakaman (jam elektronik, osiloskop, perakam, dll.). Penderia fotoelektronik diletakkan pada titik tertentu di lapangan (contohnya, setiap 3 m untuk larian 30 m atau setiap 5 m untuk larian 100 m); apabila melintasi garisan penderia, pencahayaannya berubah, dan VIU dicetuskan.

KAEDAH PENYELIDIKAN DALAM BIOMEKANIK

Penyataan masalah dan pilihan kaedah penyelidikan. Konsep sistem pengukur (sensor, penghantaran, penukaran, rakaman maklumat).

Kaedah pengiraan (penentuan koordinat, halaju, pecutan, daya, momen daya).

Penyataan masalah dan pilihan kaedah penyelidikan.

Biomekanik bagaimana Sains semula jadi sebahagian besarnya berdasarkan kajian eksperimen fenomena yang dikaji. Dalam kajian itu sendiri, tiga peringkat berturut-turut dibezakan: pengukuran ciri biomekanikal, transformasi keputusan pengukuran, analisis biomekanikal dan sintesis. Penggunaan teknologi komputer membolehkan tindakan ini dilakukan secara serentak.

Untuk mengukur fenomena tertentu, hanya kaedah penyelidikan objektif (instrumental) digunakan.

Kaedah khusus dipilih berdasarkan masalah dan keadaan eksperimen. Dalam biomekanik, keperluan asas berikut dikenakan ke atas kaedah penyelidikan dan peralatan yang menyokongnya:

- kaedah dan peralatan mesti memastikan memperoleh keputusan yang boleh dipercayai, iaitu tahap ketepatan pengukuran mesti sepadan dengan tujuan kajian;

- kaedah dan peralatan tidak boleh menjejaskan proses yang dikaji, iaitu, ia tidak harus memutarbelitkan keputusan dan mengganggu subjek ujian.

Semasa menjalankan penyelidikan, adalah wajar untuk mematuhi prinsip maklumat mendesak yang objektif (V.S. Farfel, 1961), iaitu maklumat tentang faktor utama pergerakan sukan harus diterima sama ada semasa pelaksanaan pergerakan atau sebaik sahaja selesai. .

Pilihan kaedah penyelidikan ditentukan terutamanya oleh sifat perubahan dalam kuantiti terkawal dari semasa ke semasa. Atas dasar ini, ciri biomekanikal boleh dibahagikan kepada parameter biomekanikal dan pembolehubah biomekanikal.

Parameter biomekanikal ialah ciri-ciri yang nilainya tidak berubah semasa keseluruhan proses pengukuran (contohnya, jisim badan, momen inersia dan koordinat graviti pusat dalam kedudukan tetap, berat peluru). Nilai parameter mungkin tidak diketahui, tetapi ia tidak berubah.

Pembolehubah biomekanikal ialah ciri yang nilainya berubah semasa proses pengukuran, biasanya secara rawak (daya, pecutan, koordinat, dll.).

Keperluan untuk ketepatan pengukuran dalam biomekanik sukan terutamanya ditentukan oleh tujuan dan objektif kajian, serta ciri-ciri pergerakan itu sendiri. Ia dianggap mencukupi jika ralat pengukuran tidak melebihi ±5%.

Transformasi keputusan pengukuran digunakan untuk meningkatkan ketepatan keputusan yang diperolehi (pemprosesan statistik) dan untuk menentukan dengan pengiraan ciri-ciri biomekanikal yang tidak diukur secara langsung.

Kaedah pengiraan adalah berdasarkan penggunaan undang-undang mekanik (statik dan dinamik titik, badan, sistem badan), serta data statistik mengenai geometri jisim badan manusia. Data ini boleh dibentangkan dalam bentuk jadual yang mencirikan hubungan antara jisim segmen individu badan manusia dan jumlah beratnya (pekali berat); mencirikan hubungan antara panjang segmen dan jarak ke CGnya (jejari pusat graviti). Data ini juga boleh dipersembahkan dalam bentuk pekali regresi (berpasangan dan berganda).

Konsep sistem pengukur (sensor, penghantaran, penukaran, rakaman maklumat).

Kaedah instrumental kawalan biomekanikal adalah berdasarkan sistem pengukuran. Litar sistem pengukur biasa terdiri daripada enam blok.

1. Objek ukuran.

2. Peranti persepsi.

3. Penukar.

4. Peranti pengkomputeran.

5. Peranti penghantaran.

6. Penunjuk (perakam).

Peranti penderia atau penderia. Tujuan utamanya ialah persepsi kuantiti fizik. Penderia berikut paling kerap digunakan dalam penyelidikan sukan.

Fotodiod (atau fotosel). Ia digunakan untuk mengukur selang masa. Nilai inputnya ialah iluminasi, nilai output ialah D.C.. Fotodiod adalah sensitif dalam julat dari 0 hingga 500 Hz dan mempunyai ralat 1-3%, yang tidak mencukupi untuk pengukuran yang tepat.

Penderia rheostatik (potensiometer). Digunakan untuk mengukur pergerakan linear dan sudut, boleh digunakan untuk mengukur daya. Nilai input potensiometer ialah pergerakan sudut, nilai output ialah perubahan rintangan. Ia mempunyai ralat yang agak kecil dan sensitiviti yang tinggi.

Tolok terikan. Digunakan untuk mengukur daya. Penggunaan tolok terikan membolehkan mana-mana peralatan sukan menjadi alat untuk mengkaji pergerakan. Operasi tolok terikan adalah berdasarkan prinsip fizikal yang sama seperti penderia rheostatik - perubahan dalam dimensi geometri konduktor menyebabkan perubahan dalam rintangan elektrik penderia. R = r l / q – rintangan adalah berkadar terus dengan kerintangan dan panjang konduktor, dan berkadar songsang dengan luas keratan rentasnya. Perubahan panjang dan luas keratan rentas dalam had kenyal bahan adalah berkadar dengan daya tindakan. Nilai input tolok terikan ialah anjakan, nilai keluaran ialah perubahan rintangan. Kelebihan sensor ini termasuk: ralat pengukuran kecil, rintangan kepada getaran. Kelemahannya adalah sensitiviti yang rendah dan keperluan untuk pelekatan yang berhati-hati. Ralat yang paling ketara untuk tolok terikan ialah ralat suhu.

Accelerometer direka untuk mengukur pecutan. Pecutan linear titik badan manusia berubah dengan ketara (contohnya, apabila mengayun dan memukul bola - dari 200 hingga -1000 m/s 2). Oleh itu, untuk mencapai ketepatan pengukuran maksimum, pecutan dipilih mengikut ciri-cirinya untuk mengukur kelas pergerakan yang sangat spesifik.

Penggunaan pecutan adalah terhad oleh fakta bahawa penderia tidak mengukur pecutan badan, tetapi hasil pecutan linear dan pecutan graviti. Untuk menentukan pecutan yang diingini, anda perlu mengetahui orientasi sensor berbanding menegak pada setiap saat masa, iaitu, pengukuran mesti disertakan dengan penggambaran stereo. Tetapi apabila mempelajari pergerakan yang menarik, ini tidak perlu.

Elektrod - jarum dan kulit - direka untuk membuang potensi bio daripada otot yang bekerja.

Penukar (juga dikenali sebagai bekalan kuasa dan penguat sensor) boleh menjadi sangat berbeza - daripada peranti buatan sendiri kepada peranti berbilang saluran standard. Membolehkan anda menguatkan isyarat daripada penderia ke tahap yang mencukupi untuk menggunakan peranti rakaman.

Peranti pengkomputeran membandingkan isyarat dengan standard (isyarat penentukuran) dan menghantar hasilnya melalui wayar atau menggunakan telemetri radio kepada penunjuk atau peranti rakaman.

Dalam sesetengah kes, sistem pengukur tidak termasuk peranti pengkomputeran dan bahan dianalisis secara berasingan menggunakan penyahkod separa automatik atau secara manual. Dalam kes sedemikian, tidak perlu bercakap tentang pematuhan prinsip maklumat segera.

Perakam (contohnya, elektrokardiograf), menulis osiloskop dan peranti pencetak boleh digunakan untuk merekod data. Mereka mempunyai kelebihan dan kekurangan mereka sendiri. Oleh itu, apabila merakam proses pantas, perakam mungkin mempunyai terlalu banyak inersia. Osiloskop cahaya-beam (gelung) tidak mempunyai kelemahan ini, tetapi pemprosesan filem mengambil banyak masa dan terdapat bahaya merosakkan filem semasa pemprosesan (dan tidak begitu mudah untuk mendapatkan filem tersebut). Rakaman yang dibuat dengan sinar ultraviolet pada kertas fotografi tidak perlu diproses oleh UV, tetapi rakaman itu sendiri tidak boleh dibesarkan untuk penyahsulitan.

Kaedah eksperimen untuk menentukan parameter biomekanikal (optik dan optoelektronik, mekanoelektrik, pengukuran selang masa, kompleks).

Untuk merekod parameter biomekanik, kaedah yang dipinjam daripada banyak bidang pengetahuan digunakan. Adalah mudah untuk membahagikan kaedah ini kepada optik, optoelektronik, mekanoelektrik dan kompleks.

Kaedah optik untuk merekod pergerakan. Bergantung kepada objektif kajian, perkara berikut boleh digunakan:

1. Fotografi biasa untuk menentukan struktur pose.
2. Fotografi pendedahan berbilang - untuk mendapatkan maklumat tentang pergerakan dalam pesawat penangkapan. Apabila menggunakan jenis fotografi ini, tiga peranti yang disegerakkan menghasilkan imej objek dalam tiga satah.
3. Fotografi siklografik (strob). Ini dilakukan melalui pengatup atau menggunakan penanda berdenyut, serta sumber cahaya. Membolehkan anda mendapatkan ukuran pergerakan yang boleh dipercayai sedia dibuat.
4. Stereostrobofotorafi. Kelebihannya ialah ketepatan yang didokumenkan untuk menyetempatkan titik dalam bingkai di sepanjang tiga koordinat pada detik masa berturut-turut, selang antara yang ditetapkan oleh peranti elektronik dan bukannya mekanikal.
5. Penggambaran ialah pedagogi bermaklumat yang tersedia untuk umum dan kaedah biomekanik kajian pergerakan dalam sukan. Bergantung pada kelajuan pendahuluan filem, peralatan dibahagikan kepada standard (24 fps), "kaca pembesar masa" (sehingga 300 fps) dan kamera filem frekuensi tinggi khas (sehingga 5000 fps).

Filem fotografi dan filem adalah bahan untuk mengira ciri-ciri mekanikal pergerakan, ketepatannya bergantung pada kebolehpercayaan mengambil koordinat awal, yang seterusnya merupakan akibat dari organisasi penangkapan yang betul.

Subjek mesti memakai sut yang ketat dengan tanda kontras di atas paksi sendi. Lokasi kajian dipilih berdasarkan skop pergerakan objek. Pencahayaan harus memberikan pendedahan singkat yang mencukupi. Kanta panjang digunakan untuk mengurangkan herotan pada tepi imej. Jarak optimum antara kanta dan objek (E 0) ditentukan oleh formula:

E 0 = V F k / C f , di mana V – kelajuan objek, m/s, F – panjang fokus, cm, k – nisbah masa pendedahan kepada masa perubahan bingkai, resolusi C peranti, cm, f – kekerapan penggambaran, fps.

Rakaman optik-elektronik pergerakan terutamanya dijalankan menggunakan rakaman video. Dalam kes ini, pergerakan boleh dikeluarkan semula dengan serta-merta pada skrin dan digunakan untuk analisis pedagogi dan biomekanikal yang digunakan. Walau bagaimanapun, perakam video konvensional tidak sesuai untuk penilaian kuantitatif teknologi kerana resolusinya yang rendah. Dalam hal ini, perakam video khusus (yang dipanggil Kelajuan - Video ). Dalam kombinasi dengan peranti pengkomputeran, mereka membenarkan penilaian kuantitatif pergerakan segera.

Berdasarkan bahan daripada penggambaran filem dan video, dijalankan dengan mematuhi semua keperluan teknikal kepada organisasi mereka, adalah mungkin untuk menentukan beberapa ciri mekanikal kedudukan atau pergerakan badan. Bingkai foto atau filem biasa ialah dokumen untuk menentukan penunjuk berikut dalam satah penggambaran.

koordinat pusat graviti pautan atau GCT badan;
momen daya graviti pautan;
sudut artikular;
momen dan sudut kestabilan;
momen inersia pautan dan badan.

Analisis beberapa bingkai dikaitkan dengan penjejakan ciri yang sama ini dari semasa ke semasa.

Pergantungan koordinat titik badan pada masa mewakili undang-undang pergerakan mereka dalam sistem koordinat yang dipilih. Data ini diperlukan untuk mengukur kualiti pergerakan. Dinamik sudut sendi, momen graviti dan keadaan kerja otot adalah subjek analisis pergerakan manusia sebagai sistem biomekanikal yang dikawal oleh sistem saraf pusat. Perubahan dalam momen inersia badan mendedahkan mekanisme untuk membina pergerakan putaran yang kompleks.

Kaedah mekanoelektrik untuk menentukan ciri biomekanikal. Kaedah penyelidikan optik dan optoelektronik tidak membenarkan (dengan pengecualian yang jarang berlaku) untuk menjalankan penilaian kuantitatif pergerakan sejurus selepas pengukuran, kerana mendapatkan hasil akhir didahului oleh peringkat pemprosesan kimia bahan (tidak selalu) dan pengiraan ciri biomekaniknya. . Ini dengan ketara mengehadkan kemungkinan menggunakan hasil penyelidikan dalam proses latihan. Kaedah mekanikal-elektrik sebahagian besarnya bebas daripada kelemahan ini. Mereka terdiri daripada menukar kuantiti mekanikal yang diukur kepada isyarat elektrik dan kemudian mengukur (atau merakam) dan menganalisisnya.

Kelebihan utama kaedah mekanoelektrik untuk mengukur pembolehubah biomekanikal ialah kelajuan mendapatkan ciri yang diukur dan keupayaan untuk mengautomasikan pengiraan ciri yang tidak diukur secara langsung. Yang paling biasa dalam kumpulan kaedah ini ialah dinamometri terikan. Semasa latihan, seseorang secara mekanikal berinteraksi dengannya badan luar(sokongan, peluru, peralatan). Badan-badan ini cacat. Selain itu, magnitud ubah bentuk biasanya berkadar dengan daya hentaman. Untuk merekodkan ubah bentuk ini, tolok terikan paling kerap digunakan, tetapi penderia rheostatik juga boleh digunakan.

Dalam kebanyakan kes, peralatan tolok terikan digunakan secara langsung untuk menentukan ciri kekuatan pergerakan sukan dan untuk mengkaji struktur dinamik tindakan motor berdasarkan ini.

Platform Tenso digunakan secara meluas - peranti yang membolehkan seseorang menentukan interaksi seseorang dengan sokongan semasa penolakan. Komponen tindak balas tanah (menegak dan mendatar) direkodkan tanpa mengira titik sentuhan dengan peranti.

Stabilometri. Menggunakan peralatan tolok terikan, ia juga mungkin untuk mengkaji pergerakan titik penggunaan daya pada platform tolok terikan. Pergerakan sedemikian boleh berlaku disebabkan oleh pergerakan subjek, dan disebabkan oleh perubahan dalam kedudukan GCPnya apabila menukar postur. Pengukuran ini memerlukan platform tolok terikan berbilang komponen, yang mana komponen tindak balas diukur secara berasingan dalam semua sokongan yang dipasang di penjuru platform.

Akselerometri. Salah satu ciri pergerakan yang paling penting ialah pecutan linear. ia juga boleh ditentukan menggunakan peralatan tolok terikan. Dalam kes ini, tolok terikan merekodkan ubah bentuk plat elastik yang disambungkan kepada objek bergerak. Oleh kerana jisim sensor ( m ) dan keanjalan plat ( C ) nilai adalah malar, maka pergerakan jisim sensor relatif kepada objek akan berkadar dengan pecutan linear objek. Parameter pecutan dipilih sedemikian rupa sehingga frekuensi semula jadi ayunan sensor adalah 3-4 kali lebih besar daripada frekuensi maksimum proses yang sedang dikaji.

Goniometri ialah ukuran sudut seseorang dalam sendi badan. Sudut sendi adalah ciri biomekanik yang penting, contohnya apabila menentukan program postur. Daya tarikan otot (iaitu panjang dan bahunya berbanding paksi sendi) bergantung pada sudut sendi.

Goniometer mekanikal dan elektromekanikal digunakan untuk mengukur sudut sendi secara langsung. Yang terakhir menggunakan potensiometer rheostatik. Badan potensiometer disambungkan dengan tegar ke salah satu bar goniometer, dan ke yang lain - paksinya.

Mekanografi ialah rakaman pergerakan. Ini juga boleh dilakukan menggunakan potensiometer. Titik bergerak disambungkan oleh benang regangan rendah ke paksi sensor. Pergerakan dengan amplitud yang besar boleh direkodkan jika gelang (blok) diameter yang sesuai diletakkan pada paksi potensiometer.

Elektromiografi ialah kaedah merekod aktiviti elektrik otot. Membolehkan anda menerima maklumat secara langsung semasa melakukan senaman fizikal. Terdapat tiga bidang utama penggunaan elektromiografi untuk mengkaji aktiviti motor manusia. 1. Ciri-ciri aktiviti unit motor individu otot. 2. Penentuan aktiviti otot individu dalam pelbagai lakuan motor. 3. Ciri-ciri koordinasi aktiviti otot yang disatukan oleh penyertaan bersama dalam pergerakan. Untuk menyelesaikan masalah biomekanik, terutamanya arah kedua dan ketiga digunakan. Apabila menggunakan elektromiografi untuk mengkaji pergerakan sukan, elektrod kulit biasanya digunakan, tetapi elektrod jarum kadangkala digunakan. Elektrod kulit boleh menjadi mono- atau bipolar. Walau apa pun, elektromiogram boleh mencerminkan aktiviti elektrik otot tersebut di mana elektrod terletak, atau (dengan plumbum monopolar) aktiviti otot yang terletak di antara elektrod aktif dan acuh tak acuh.

Perlu diambil kira bahawa nilai rekod biopotensi bergantung kepada tiga faktor. Bergantung pada kedudukan elektrod berbanding otot - apabila terletak di sepanjang gentian, serta dekat dengan titik motor (titik kemasukan saraf ke dalam otot), potensinya lebih besar. Dari kekonduksian elektrik kulit - kulit harus degreased dengan eter. Dari bentuk dan saiz elektrod - anda harus menggunakan yang sama atau, dalam kes yang melampau, yang sama.

Walau apa pun, elektromiogram boleh digunakan sebagai penunjuk keadaan mekanisme penyelarasan pergerakan sebagai setara dengan fenomena mekanikal (ketegangan, daya tarikan) yang berlaku pada otot apabila ia teruja. N.V. Zimkin dan M.S. Tsvetkov (1988) menunjukkan bahawa elektromiogram terlicin boleh digunakan untuk menilai penyertaan gentian otot dalam pergerakan. jenis yang berbeza(cepat, pertengahan dan perlahan), dan oleh itu tentang komposisi otot. Elektromiogram terlicin adalah lebih mudah untuk diproses daripada yang semula jadi; elektromiogram terlicin boleh digunakan untuk mengira kadar pengujaan otot.

Kaedah untuk mengukur penunjuk masa. Jika trajektori diketahui terlebih dahulu, dan amplitud pergerakan adalah besar (beberapa meter), maka masa laluan segmen boleh dirakam menggunakan sensor foto. Isyarat daripada penderia sama ada mematikan jam randik elektrik (setiap penderia mempunyai jam randik sendiri) atau dirakam oleh perakam (osiloskop). Dalam kes kedua, ketepatan kaedah ditentukan oleh ketepatan penanda masa atau ketepatan mekanisme pemacu pita. Tahap kebolehpercayaan keputusan secara langsung bergantung pada bilangan penderia yang dipasang pada jarak jauh.

Kaedah penyelidikan yang kompleks. Matlamat biomekanik adalah untuk mengkaji kedua-dua keupayaan fizikal seorang atlet dan cara untuk menyelesaikan tugas motor tertentu. Dalam proses penyelidikan, adalah perlu untuk mengetahui corak pembinaan pergerakan, menentukan hubungan antara mekanikal dan ciri biologi, mencerminkan koordinasi pergerakan. Tugas ini sangat sukar, kerana hubungan antara ketegangan otot dan pergerakan tidak jelas, N.A. menegaskan. Bernstein. Sebab pergerakan bahagian badan adalah ketegangan otot, yang ditentukan oleh kedua-dua tahap pengujaan dan tahap regangan otot. Oleh itu, pergerakan pautan mengubah panjang otot dan, akibatnya, ketegangannya.

Pendaftaran menyeluruh bagi ciri-ciri biologi dan mekanikal pergerakan adalah syarat yang perlu untuk mengkaji corak kawalan pergerakan manusia. Ia boleh dilakukan dengan rakaman serentak penunjuk elektrofisiologi dan biomekanik pergerakan. Apabila aktiviti elektrik otot dan gambar luaran pergerakan direkodkan (kinogram, cyclogram, tensodynamogram, goniogram, mechanogram). Apabila merakam proses ini pada media yang berbeza, ia menjadi perlu untuk menggunakan peranti khas untuk menyegerakkan rakaman. Satu peranti sedemikian diterangkan dalam[4, ms 60].

Apabila menggunakan mekano- dan (atau) dinamografi terikan, masalah penyegerakan rakaman diselesaikan dengan lebih mudah, kerana ia dijalankan pada pita yang sama.

Jadi, setakat ini, keperluan dan nilai luar biasa menggunakan rakaman serentak berbilang saluran parameter kinematik, dinamik dan aktiviti elektrik otot telah terbukti untuk mewujudkan hubungan antara pelbagai fenomena pergerakan dan puncanya, serta untuk melaksanakan idea kawalan optimum proses latihan.

Walau bagaimanapun, penggunaan kaedah instrumental bermaklumat (tenso-, mekanikal-, elektromiografi, penggambaran, dsb.) dalam keadaan semula jadi untuk tujuan penilaian menyeluruh kemahiran teknikal atlet biasanya dikaitkan dengan kesukaran organisasi dan metodologi yang hebat.

Pada masa yang sama, telah terbukti bahawa dalam keadaan buatan yang disediakan oleh penggunaan simulator, adalah mungkin untuk mendapatkan maklumat yang boleh dipercayai tentang satu atau lain aspek kecergasan teknikal atau fizikal. Di samping itu, struktur latihan yang dipermudahkan menjadikannya lebih berkemungkinan untuk menilai sifat perubahan dalam komponen fizikal, memandangkan pengaruh komponen teknikal pada hasilnya dikurangkan. Dan walaupun simulator tidak akan menggantikan pergerakan holistik, terdapat banyak bukti bahawa kompleks penyelidikan simulator boleh berjaya menyelesaikan masalah mendesak maklumat yang boleh dipercayai, serta menentukan keadaan atlet, yang menjaminnya pencapaian keputusan yang diinginkan dalam pertandingan.

Kaedah pengiraan untuk mengkaji pergerakan (penentuan koordinat, halaju, pecutan, daya, momen daya).

Kesimpulan yang bermakna boleh dibuat berdasarkan maklumat yang boleh dipercayai dan boleh dipercayai. Oleh itu, kaedah dan peralatan yang digunakan dalam kajian biomekanikal mesti memastikan keputusan yang boleh dipercayai. Ini bermakna tahap ketepatan pengukuran mesti sepadan dengan tujuan kajian, dan kaedah dan peralatan tidak boleh menjejaskan proses yang sedang dikaji, iaitu, mereka tidak harus memutarbelitkan keputusan dan mengganggu subjek.

Pada pandangan pertama, keperluan ini dipenuhi sepenuhnya (pengukuran tidak langsung, pemodelan mekanikal dan matematik), berdasarkan penggunaan undang-undang fizikal dan data statistik mengenai geometri jisim badan manusia (tJadual dan ilustrasi terkandung dalam ). Kaedah pengiraan digunakan untuk menyelesaikan masalah dinamik langsung dan songsang. Dalam kes ini, ciri-ciri kinematik atau dinamik biasanya digunakan sebagai data awal, iaitu, analisis dijalankan dari pautan awal atau akhir fenomena yang membentuk objek penyelidikan biomekanikal (pergerakan mekanikal manusia, sebab dan manifestasi pergerakan ini. ).

Kaedah pengiraan sering digunakan untuk menentukan secara tidak langsung ciri biomekanik yang, atas pelbagai sebab, tidak boleh diukur (didaftarkan) secara langsung, contohnya, dalam keadaan persaingan.

Ahli biomekanik terkemuka D.D. Donskoy dan S.V. Dmitriev (1996) menyatakan bahawa “... pembangunan peralatan rakaman yang tepat dan pengkomputeran kajian perbuatan motor menawan hati penyelidik dengan pembinaan model mekanikal dan matematik, sangat kompleks dan berkesan dalam mendedahkan butiran pergerakan yang terbaik (terutama dalam bidang kejuruteraan dan biomekanik perubatan)." Kami tidak berhak untuk mempertikaikan kenyataan ini sepenuhnya, tetapi keberkesanan menggunakan pemodelan mekanikal-matematik untuk menyelesaikan beberapa masalah dalam biomekanik sukan dipersoalkan oleh ramai penyelidik yang sama terkenal.

Dalam kesusasteraan saintifik dan metodologi domestik, keupayaan kaedah pengiraan telah ditunjukkan dalam karya terpencil yang telah mengesahkan kebenaran yang terkenal, contohnya, dalam menentukan elemen utama teknik dalam gimnastik artistik (Yu.A. Ippolitov, 1997), mengenal pasti faktor yang memastikan keputusan dalam lompat ski (N.A. Bagin, 1997), mengenal pasti hubungan antara kinematik dan dinamik putaran dalam luncur angka (V.I. Vinogradova, 1999). Penulis menunjukkan pengetahuan tertinggi, tetapi dalam semua kes keputusan yang dikira berbeza dengan ketara daripada keputusan yang diperoleh melalui pengukuran langsung di bawah keadaan yang sama.

Secara teorinya, ini dijelaskan oleh fakta bahawa asas kaedah pengiraan klasik dalam biomekanik adalah hipotesis kesetaraan jisim tidak bernyawa dan hidup. Hipotesis ini mengandaikan bahawa badan biologi tidak mengubah struktur dalamannya di bawah pengaruh kuasa dan momen kawalan, dan juga kekal dalam kedudukan yang tidak berubah. Jika syarat ini tidak dipenuhi, maka kaedah biomekanik klasik menjadi tidak terpakai.

Kajian eksperimen yang dijalankan selama bertahun-tahun di makmal biomekanik VNIIFK menunjukkan bahawa "... batasan kaedah pengiraan klasik untuk mendapatkan data mengenai magnitud pecutan dan daya daripada pergerakan titik. aksi motor dengan perubahan postur, berikutan daripada keadaan yang pada masa ini tiada peluang untuk penilaian objektif arah anjakan organ dalaman, darah dan jisim limfa. Algoritma pengiraan juga tidak mengambil kira pemindahan daya atau tenaga daripada pautan ke pautan atau penyerapan dan pelesapannya” (I.P. Ratov, G.I. Popov, 1996). Pengarang yang sama secara eksperimen mengesahkan idea N.A. Bernstein bahawa tidak ada hubungan yang jelas antara ketegangan otot dan pergerakan mekanikal (kerana setiap pergerakan adalah hasil daripada interaksi daya aktif dan reaktif) dan menunjukkan bahawa dalam sistem biomekanik fungsi "pecutan daya" adalah tidak linear, iaitu, pecutan yang ketara. semasa massa pergerakan mungkin tidak membawa kepada kemunculan usaha.

Oleh itu, kelemahan kaedah pengiraan secara umum dan terutamanya pemodelan mekanikal-matematik ialah "... model pergerakan manusia yang dibangunkan (diragui mencukupi untuk badan manusia yang hidup dan pergerakannya) cuba "disumbat" dengan geometri purata jisim dan kinematik sebenar latihan secara langsung” (M.L. Ioffe et al., 1995). "Hasil pendekatan ini adalah bencana dari sudut pandangan saintifik dan praktikal," menekankan N.G. Suchilin (1998).

kesusasteraan. 1. Godik M.A. Metrologi sukan: buku teks untuk IFC. – M.: Budaya dan sukan fizikal, 1988. P. 57-66.

2. Zatsiorsky V. M., Aruin A. S., Seluyanov V. N. Biomekanik alat motor manusia. – M.: Budaya dan sukan fizikal, 1981. – 143 hlm.

3. Zimkin N.V., Tsvetkov M.S. Ciri fisiologi ciri aktiviti otot kontraktil dalam pelari pecut dan pelari // Fisiologi Manusia. – 1988. – T.14. – No 1. – P. 129-137.

4. Bengkel biomekanik: Manual untuk institut budaya fizikal /Di bawah umum. ed. Ph.D. MEREKA. Kozlova. – M.: Budaya dan sukan fizikal, 1980. – 106 p.

5. Seluyanov V.N., Chugunova L.G. Pengiraan ciri-ciri inersia jisim badan atlet menggunakan kaedah pemodelan geometri // Teori dan amalan budaya fizikal. – 1989. – No. 2. – P. 38-39.

6. Suchilin N.G., Arkaev L.Ya., Savelyev V.S. Analisis pedagogi dan biomekanik teknik pergerakan sukan berdasarkan kompleks video perisian dan perkakasan // Teori dan amalan budaya fizikal. – 1995. – No 4. – P.12-21.

7. Shafranova E.I. Kaedah untuk memproses aktiviti bioelektrik otot // Teori dan amalan budaya fizikal. – 1993. – No. 2. – P. 34-44; No 3 – ms 16-18.

8. Utkin V.A. Biomekanik latihan fizikal: Proc. manual untuk jabatan pendidikan jasmani. – M.: Pendidikan, 1989. – P. 56-79.

MEMPROSES KEPUTUSAN KAJIAN BIOMEKANIKAL (2 jam)

Skala ukuran (nama, susunan, selang, nisbah).

Masalah pemprosesan ukuran biomekanikal. Pemprosesan keputusan dijalankan untuk menilai ralat data yang diperolehi, serta untuk menentukan dengan pengiraan ciri-ciri biomekanik yang tidak diukur secara langsung.

Penilaian kesilapan, serta pengurangannya melalui pemprosesan selanjutnya hasil pengukuran, adalah amat penting dalam kajian biomekanikal pergerakan sukan, kerana keperluan khusus untuk kaedah penyelidikan tidak membenarkan penggunaan ukuran yang sangat tepat tetapi menyusahkan. Untuk menyelesaikan masalah ini, ia dibangunkan teori matematik ralat pengukuran. Di bawah dalam secara ringkas Cadangan asas akan diberikan untuk menilai ralat dan mengurangkan kesannya terhadap keputusan akhir.

Tidak semua ciri biomekanikal boleh diukur secara langsung untuk memenuhi keperluan kaedah pengukuran dalam penyelidikan sukan. Tetapi penggunaan hubungan fungsional antara ciri yang dicari dan diukur membolehkan, sebagai peraturan, untuk menentukan semua ciri biomekanik yang menarik minat penyelidik. Kaedah ini diambil dari teknologi, di mana ia digunakan secara meluas, dan dipanggil "kaedah pengukuran tidak langsung».

Pengiraan ciri biomekanikal yang diperlukan berdasarkan data pengukuran tidak langsung boleh dilakukan semasa proses pengukuran menggunakan teknologi komputer, dan dalam proses menganalisis keputusan pengukuran selepas eksperimen. Dalam kedua-dua kes, kehadiran ralat pengukuran mengenakan sekatan tertentu ke atas kaedah untuk memproses hasil pengukuran tidak langsung.

Penilaian ralat pengukuran dan betul, iaitu, dilakukan mengikut GOST, pembentangan bahan pengukuran memungkinkan untuk membandingkan hasil kajian yang dijalankan menggunakan kaedah yang berbeza pengukuran atau oleh pelbagai pengarang. Dan ini, seterusnya, memungkinkan untuk mengurangkan secara mendadak bilangan kajian tambahan bagi fenomena yang sama dan dengan itu mengurangkan tempoh dan kos kajian biomekanikal secara umum.

Ralat pengukuran, pengelasan, sumber dan kaedah penyingkiran. Ralat pengukuran – perbezaan hasil pengukuran X i dan nilai sebenar kuantiti yang diukur sumber X : e = X i – sumber X

Mengikut kaedah penentuan, mereka membezakan antara mutlak dan relatif; dan mengikut asal - sistematik dan rawak, serta ralat kasar (ketinggalan).

Kami baru sahaja menerangkan kaedah untuk menentukan ralat mutlak. Ralat mutlak dinyatakan dalam unit yang sama dengan nilai yang diukur. Nilai sebenar biasanya diambil sebagai hasil yang diperoleh menggunakan kaedah yang lebih tepat.

Ralat relatif sering digunakan semasa menjalankan kawalan kompleks, apabila penunjuk dimensi berbeza diukur:erel. = e/X i *100%. Hujah lain untuk menggunakan ralat relatif ialah menentukan ralat relatif adalah perlu untuk menilai kemungkinan menggunakan teknik ini untuk penyelidikan pergerakan tertentu(ralat tidak boleh melebihi ±5.0% daripada nilai yang diukur).

Ralat sistematik ialah ralat yang nilainya kekal tidak berubah (atau berubah dalam cara yang diketahui) daripada percubaan ke percubaan. Akibatnya, ia boleh dikecualikan daripada keputusan akhir jika nilainya ditentukan oleh penentukuran awal peralatan sebelum setiap eksperimen. Terdapat 4 kumpulan ralat sistematik. 1. Punca kejadian diketahui dan nilai boleh ditentukan dengan agak tepat (ralat suhu, pembaris dengan permulaan yang rosak...). 2. Puncanya diketahui, tetapi magnitudnya tidak. Ralat ini bergantung pada kelas peralatan mengukur dan turun naik dalam nilai maksimum yang dibenarkan. Kelas ketepatan (1.0, 2.0, dsb.) bermaksud ralat pengukuran relatif dalam peratus. 3. Asal dan magnitud ralat tidak diketahui. Ralat sedemikian muncul dalam pengukuran yang kompleks apabila tidak mungkin untuk mengambil kira semua sumber ralat yang mungkin berlaku. 4. ralat yang berkaitan dengan sifat objek ukuran. Pemantauan sistematik atlet membolehkan kita menentukan ukuran kestabilan mereka dan mengambil kira kemungkinan ralat pengukuran. Jika tidak, sukar untuk memisahkan anjakan yang ketara (contohnya, disebabkan oleh keletihan) daripada ralat pengukuran.

Untuk menghapuskan ralat sistematik, dua kaedah digunakan. Yang pertama ialah penentukuran peralatan - menyemak bacaan instrumen menggunakan piawaian ke atas keseluruhan julat nilai yang mungkin bagi nilai yang diukur. Kaedah kedua ialah penentukuran - menentukan ralat dan magnitud pembetulan.

Ralat rawak disebabkan oleh faktor tidak terkawal yang berbeza-beza dari percubaan ke percubaan. Ralat rawak muncul semasa tindakan serentak sejumlah besar faktor yang bebas antara satu sama lain, setiap satunya mempunyai kesan kecil pada hasil pengukuran, tetapi secara agregat sebab-sebab ini mempunyai kesan yang ketara. Ralat rawak, mengikut sifatnya, tidak boleh diambil kira dan diberi pampasan semasa percubaan.

Kesilapan kasar (kesilapan) adalah berbeza secara ketara sifatnya daripada yang rawak. Jika ralat rawak berlaku apabila peralatan berfungsi dengan baik dan penguji sedang melakukan tindakan yang betul, maka punca ralat itu adalah kerosakan dan (atau) ralat dalam operasi. Kesilapan kasar dikesan oleh kejatuhan mendadak daripada hasil daripada siri umum nombor yang diperolehi, yang, sebagai peraturan, bercanggah tajam dengan gambaran fizikal fenomena itu.

Memproses keputusan pengukuran langsung dan tidak langsung parameter dan pembolehubah biomekanikal. Kaedah untuk menganggar dan mengurangkan ralat rawak dalam pengukuran parameter dan pembolehubah biomekanikal berbeza dengan ketara.

Memproses hasil pengukuran parameter biomekanikal. Cara utama untuk mengurangkan ralat rawak semasa mengukur parameter biomekanikal adalah dengan menjalankan pengukuran berulang dan memproses keputusannya.

Memproses hasil pengukuran langsung parameter biomekanikal. Sekiranya tiada maklumat yang tepat tentang punca fizikal hasil pengukuran yang diperhatikan, nilai yang paling berkemungkinan bagi kuantiti yang diukur diambil sebagai anggaran jangkaan matematik keputusan pengukuran, iaitu. Tahap kebolehpercayaan hasil yang diperoleh boleh dinilai dengan nilai selang ± q di mana, dengan kebarangkalian α yang diberikan, kuantiti akan ditempatkan: = t * S x , di mana t – Ujian-t pelajar untuk nombor yang sama n -1; Sx – ralat purata bagi min aritmetik.

Memproses keputusan pengukuran tidak langsung parameter biomekanikal. Dalam beberapa kes, kuantiti yang kita minati tidak diukur secara langsung, tetapi dikira sebagai fungsi nilai terukur beberapa kuantiti lain. Sebagai contoh, iaitu. Dalam kes sedemikian, untuk mengira min aritmetik dan ralat min bagi min aritmetik, nilai yang paling berkemungkinan bagi parameter yang diukur (sudut dan kelajuan berlepas) dan ralat min mereka ditentukan terlebih dahulu. Dalam perkara berikut, adalah diandaikan bahawa ralat dalam menentukan parameter adalah kecil berbanding dengan nilai sebenar mereka, dan pengukuran setiap parameter telah dijalankan secara bebas antara satu sama lain. Andaian ini sah untuk kebanyakan kes pengukuran tidak langsung biomekanikal. Kemudian nilai paling berkemungkinan panjang penerbangan dikira daripada nilai purata kelajuan dan sudut berlepas: . Ralat purata dikira seperti berikut: .

Memproses hasil pengukuran pembolehubah biomekanikal. Pembolehubah biomekanikal (koordinat, kelajuan, pecutan) semasa pergerakan ialah fungsi rawak masa. Hasil pengukurannya adalah, sebagai peraturan, jadual nilai yang direkodkan pada selang waktu tertentu, atau graf yang dilukis oleh perakam (osiloskop). Pengukuran berulang pada asasnya tidak dapat meningkatkan ketepatan keputusan disebabkan oleh kebolehubahan pergerakan manusia. Pengukuran serentak pembolehubah yang diingini menggunakan beberapa instrumen serupa dengan pemprosesan seterusnya tidak disyorkan kerana kebesaran peralatan dan pengaruh faktor ini ke atas proses yang diukur.

secara relatifnya dengan cara yang mudah meningkatkan ketepatan mengukur pembolehubah biomekanikal adalah dengan menggunakan perbezaan komposisi frekuensi proses yang diukur dan ralat rawak (gangguan) yang timbul semasa pengukuran, iaitu semasa operasi peralatan, sinusoid ralat (2) adalah ditindih pada proses sinusoid (1).

Sifat ralat boleh ditentukan oleh rakaman percubaan dalam kes apabila pembolehubah yang diukur adalah sifar atau malar. Contohnya, jika tiada pergerakan.

Ralat semasa rakaman boleh dihapuskan dengan melicinkan isyarat menggunakan penapis, pekali penghantaran yang ditentukan oleh formula:, di mana f – kekerapan isyarat masukan, R ialah rintangan perintang, C ialah nilai kemuatan kapasitor. Pengiraan dilakukan secara berasingan untuk kekerapan isyarat proses dan frekuensi isyarat gangguan, kemudian pengukuran dan pekali pemindahan gangguan dibandingkan.

Data jadual juga boleh dilicinkan. Prosedur ini semestinya digunakan apabila terbitan isyarat yang diukur dikira daripada data jadual, iaitu halaju dan pecutan dikira daripada koordinat. Dalam amalan, ini dilakukan dengan cara anjakan dan kemudian perbezaan kelajuan dikira bukan antara bingkai bersebelahan, tetapi selepas 1 atau lebih bingkai.

Jika keputusan dibentangkan dalam bentuk graf di mana proses yang diukur mengandungi ralat frekuensi tinggi, maka purata grafik boleh dilakukan dengan memplot garis tengah antara ayunan frekuensi tinggi proses.

Ralat pengukuran dinamik ditentukan secara eksperimen dengan memeriksa peralatan pengukur (penentukuran) di bawah keadaan yang hampir dengan keadaannya kegunaan praktikal(dengan kekuatan, kelajuan proses).

Skala ukuran (nama, susunan, selang, nisbah).

Skala	Ciri-ciri	Kaedah matematik	Contoh
Item (nominal)	Objek dikumpulkan dan kumpulan ditetapkan dengan nombor. Fakta bahawa bilangan satu kumpulan lebih besar atau kurang daripada bilangan kumpulan lain tidak mengatakan apa-apa tentang harta mereka, kecuali mereka berbeza	Bilangan kes. Fesyen. Pekali korelasi tetrachoric dan polychoric	Nombor atlet, peranan, pengkhususan, sukan, dsb.
Perintah (pangkat)	Nombor yang diberikan kepada objek mencerminkan bilangan sifat kepunyaan objek ini. Adalah mungkin untuk mewujudkan nisbah "lebih" atau "kurang"	Median. korelasi pangkat. Kriteria pangkat. menguji hipotesis menggunakan kaedah statistik bukan parametrik	Keputusan ranking atlit dalam ujian
Selang waktu	Terdapat satu unit ukuran yang mana objek bukan sahaja boleh dipesan, tetapi juga nombor boleh diberikan kepada mereka supaya perbezaan yang sama bermakna perbezaan yang sama dalam kuantiti harta yang diukur. Titik sifar adalah sewenang-wenangnya dan tidak menunjukkan ketiadaan harta	Semua kaedah statistik kecuali untuk menentukan nisbah (contohnya, darjah jangan tambah atau tolak, darjah dengan darjah bahagi dan jangan darab)	Suhu badan, sudut sendi
perhubungan	Nombor yang diberikan kepada objek mempunyai semua sifat skala selang. Terdapat sifar mutlak pada skala, yang sepadan dengan ketiadaan lengkap sebarang harta dalam objek. Nisbah nombor yang diberikan kepada objek selepas pengukuran mencerminkan hubungan kuantitatif harta yang diukur	Semua kaedah statistik	Panjang, jisim, kelajuan, pecutan, daya, dll.

Pembentangan hasil pengukuran. Pembentangan keputusan pengukuran biomekanikal yang betul adalah faktor penting dalam memastikan kebolehpercayaan dan kejelasan hasil kajian biomekanikal. Apabila membentangkan hasil, anda harus mematuhi mengikut peraturan. 1. Semua rekod yang berkaitan dengan kajian mesti disimpan dengan lengkap dan tepat, dan boleh difahami sepenuhnya oleh mana-mana pembaca yang berkelayakan. 2. Semua hasil pemerhatian (ukuran), serta bahan akhir yang dikira daripadanya, hendaklah dibentangkan bersama dengan ralat. Bagi setiap kuantiti, dimensi mesti ditunjukkan mengikut sistem SI. 3. Nombor dan ralatnya hendaklah ditulis supaya digit terakhirnya adalah sama titik perpuluhan. 4. Ralat yang terhasil daripada pengiraan hendaklah lebih kurang 10 kali ganda kurang daripada ralat pengukuran.

Apabila mengkaji pembolehubah biomekanikal, hasilnya boleh dibentangkan dalam bentuk graf. Kelebihan utama graf ialah kejelasan. Graf harus sedemikian rupa sehingga anda boleh segera menangkap jenis pergantungan yang diperolehi, dapatkan idea kuantitatif mengenainya dan perhatikan kehadiran pelbagai ciri - maksimum, minimum, kawasan dengan kadar perubahan tertinggi dan terendah, berkala, dll. Peraturan dipatuhi semasa melukis graf. 1. Graf dilukis pada kertas graf, atau kertas dengan grid koordinat. 2. Paksi absis (X) ialah kuantiti yang menyebabkan perubahan dalam kuantiti lain (masa – sentiasa). Paksi mesti menunjukkan penetapan dan dimensi kuantiti yang sepadan. 3. Skala graf ditentukan oleh ralat pengukuran kuantiti yang diplot di sepanjang paksi (atau berdasarkan peraturan untuk mengumpulkan data). Skala di sepanjang kapak mungkin berbeza. Skala hendaklah mudah dibaca, jadi satu sel grid skala harus sepadan dengan nombor yang sesuai (1, 2, 5, 10 ...) unit nilai yang digambarkan pada graf. 4. Graf hanya menunjukkan kawasan perubahan penunjuk yang ditentukan secara eksperimen; Anda tidak seharusnya berusaha untuk graf bermula dari titik dengan koordinat 0; 0. 5. Bagi melukis lengkung pula ada dua pendapat. Sesetengah percaya bahawa garis harus lancar, yang lain percaya bahawa titik pada graf harus disambungkan dengan garis lurus - iaitu, tidak masuk ke kawasan hipotesis (anda mendapat garis putus). 6. Tajuk hendaklah menunjukkan apa yang digambarkan. Lengkung hendaklah dilabel atau dijelaskan dalam tajuk.

Ujian dan penilaian pedagogi dalam biomekanik.

Ujian – Pengukuran atau ujian yang dijalankan untuk menentukan keadaan atau keupayaan seseorang atlit. Hanya ujian yang memenuhi keperluan metrologi berikut boleh digunakan sebagai ujian. 1. Tujuan ujian mesti ditakrifkan. 2. Prosedur mesti diseragamkan. 3. Kebolehpercayaan dan kandungan maklumat ujian mesti ditentukan. 4. Sistem untuk menilai keputusan ujian mesti dibangunkan. 5. Jenis kawalan mesti ditunjukkan (operasi, semasa, peringkat demi peringkat).

Bergantung kepada tujuan ujian, ujian boleh dibahagikan kepada beberapa kumpulan. 1. Petunjuk diukur semasa rehat - penilaian keadaan fizikal atau penentuan tahap "latar belakang" untuk kajian "dinamik". 2. Ujian standard - semua subjek melakukan tugas yang sama, beban tidak maksimum dan, dengan itu, tiada motivasi untuk mencapai keputusan maksimum. 3. Ujian dengan beban maksimum - keputusannya bergantung pada kesediaan dan motivasi.

Bergantung kepada bilangan faktor yang menentukan keputusan ujian, ujian hetero dan homogen dibezakan. Yang pertama ialah majoriti.

Sebagai peraturan, tahap kesediaan dinilai menggunakan bateri ujian.

Takrifan tujuan pengujian dipilih berdasarkan kewujudan tiga jenis (operasi, semasa, berperingkat) dan tiga bidang kawalan (aktiviti kompetitif, aktiviti latihan, tahap kesediaan).

Jenis dan arah kawalan kompleks dalam sukan

(menurut M. Godik, 1988)

Jenis kawalan	Arah kawalan
Jenis kawalan	aktiviti berdaya saing	aktiviti latihan	kesediaan (dalam keadaan makmal)
Berperingkat	Pengukuran dan penilaian pelbagai penunjuk pada pertandingan melengkapkan k.-l. peringkat persediaan, atau di semua pertandingan pentas	Pembinaan dan analisis dinamik ciri-ciri beban pada peringkat penyediaan. Penjumlahan beban untuk semua penunjuk untuk peringkat dan penentuan nisbahnya	Pengukuran dan penilaian penunjuk dan kawalan dalam keadaan tersusun khas pada akhir fasa penyediaan
semasa	Pengukuran dan penilaian penunjuk pada pertandingan yang melengkapkan kitaran mikro (atau ia disediakan oleh kalendar)	Pembinaan dan analisis dinamik ciri beban dalam kitaran mikro. Penjumlahan beban untuk semua penunjuk bagi setiap kitaran mikro dan penentuan nisbahnya	Pendaftaran dan analisis perubahan harian dalam kesediaan atlet yang disebabkan oleh sesi latihan yang sistematik
Operasi	Mengukur dan menilai prestasi dalam mana-mana pertandingan	Pengukuran dan penilaian fizikal dan ciri fisiologi beban senaman, siri latihan, sesi latihan	Pengukuran dan analisis penunjuk yang secara informatif mencerminkan perubahan keadaan atlet semasa prestasi atau tidak lama selepas melakukan senaman atau selepas pelajaran

Penyeragaman prosedur pengukuran menentukan ketepatan keputusan kawalan. Ini dicapai dengan memastikan bahawa rutin harian pada malam sebelum ujian, memanaskan badan, pemain, skema dan keadaan ujian, selang rehat dan sistem motor semasa ujian mesti kekal tidak berubah.

Kebolehpercayaan dan bermaklumat ujian. Kebolehpercayaan ujian ialah tahap persetujuan keputusan apabila ujian berulang terhadap orang yang sama di bawah keadaan yang sama. Cara paling mudah untuk menentukan kebolehpercayaan ialah mengira pekali korelasi pasangan keputusan ujian pertama dan kedua. Kebolehpercayaan ujian dianggap boleh diterima apabila r ³ 0.70.

Kebolehmakluman (kesahan) sesuatu ujian ialah sifat sesuatu ujian untuk mencerminkan sepenuhnya intipati proses yang sedang dikaji. Kandungan maklumat sesuatu ujian boleh ditentukan secara logik dan empirik. Intipati kaedah logik adalah perbandingan logik (kualitatif) ciri-ciri kriteria dan ujian. kaedah empirikal adalah untuk melaksanakan analisis korelasi kriteria dan keputusan ujian.

Kriteria berikut boleh digunakan: 1. menghasilkan latihan yang kompetitif. 2. elemen yang paling penting dalam latihan persaingan. 3. keputusan ujian, kandungan maklumat yang telah dibuktikan. 4. jumlah mata subjek ujian semasa melakukan bateri ujian.

Apabila digunakan sebagai kriteria untuk kelayakan sukan, bandingkan purata nilai penunjuk di kalangan atlet pelbagai kelayakan (gunakan t -ujian-t pelajar). Jika perbezaan boleh dipercayai, ujian adalah bermaklumat.

Selain kebolehpercayaan dan kandungan maklumat, ujian juga dicirikan oleh kestabilan, kesetaraan dan ketekalan.

Kestabilan ialah sejenis kebolehpercayaan dalam kes pencairan yang ketara dalam masa ujian dan ujian semula. Kestabilan ujian yang tinggi menunjukkan kestabilan kualiti yang diuji.

Kesetaraan ujian ialah tahap di mana keputusan dalam ujian tertentu bertepatan dengan keputusan dalam ujian lain apabila mengkaji tanda yang sama (contohnya, tarik dan tekan tubi, berdiri jauh dan lompat tinggi).

Ketekalan ujian ialah kebebasan keputusan ujian daripada kualiti peribadi penyelidik. Walaupun semasa menjalankan kajian instrumental, seseorang boleh memotivasikan subjek dengan lebih baik, yang menentukan jumlah konsistensi.

Penilaian pedagogi adalah peringkat akhir prosedur ujian. Ia terdiri daripada: 1. memilih skala untuk menukar keputusan ujian kepada mata. 2. menukar keputusan kepada mata. 3. perbandingan pencapaian dengan piawaian dan terbitan gred akhir.

Hasilnya boleh disenaraikan secara ringkas, tetapi ini tidak selalunya adil. Oleh itu, anda perlu menggunakan skala khas. Terdapat banyak daripada mereka. Empat skala dianggap utama: berkadar (a), progresif (b), regresif (c), S -berbentuk (sigmoid) (d).

Pilihan skala penarafan bergantung pada zon mana pertumbuhan hasil harus dirangsang.

Dalam amalan, skala berikut digunakan: standard, persentil, GCOLIFKa.

Skala piawai adalah berdasarkan skala berkadar. Skala piawai dinamakan sedemikian kerana skalanya ialah sisihan piawai ( S ). Apabila membina skala ini, undang-undang taburan normal digunakan, yang menyatakan bahawa semua kemungkinan nilai ciri terkandung dalam selang (peraturan tiga sigma untuk populasi umum:). Dalam kes ini, zon penilaian berikut (tahap manifestasi ciri yang dikaji) biasanya dibezakan:

Tetapi skala ini tidak membenarkan anda memberi penilaian yang tepat fenomena.

Yang paling biasa ialah skala T, di mana T ialah hasil dalam mata, ialah hasilnya i - peserta, adalah hasil kumpulan, S - sisihan piawai. Skala ini lebih adil daripada kedudukan mudah.

Skala peratusan (peratusan). Penciptaannya melibatkan operasi berikut - setiap subjek menerima seberapa banyak mata untuk keputusannya berbanding peratusan lawannya yang dia mendahului. Skala ini paling sesuai untuk menilai kumpulan besar orang. Kira berapa banyak hasil yang sesuai dengan satu persentil (peratusan) atau berapa peratus setiap orang. Skala ini secara dangkal menyerupai skala sigmoid - perubahan terbesar berlaku di tengah-tengah julat.

Skala GCOLIFK digunakan untuk menilai keputusan ujian atlet yang sama pada tempoh kitaran atau peringkat latihan yang berbeza: n = (hasil terbaik – hasil dinilai / keputusan terbaik – keputusan yang paling teruk) x 100 (mata). Dalam kes ini, keputusan ujian dianggap bukan sebagai nilai abstrak, tetapi berkaitan dengan keputusan terbaik dan terburuk.

Penilaian satu set ujian. Boleh dilakukan menggunakan analisis regresi. Persamaan seperti Y = a + b 1 x 1 + b 2 x 2 +…+ b n x n membolehkan anda menentukan keputusan dalam latihan kompetitif (U) berdasarkan keputusan ujian (x 1, x 2, ...). Tetapi kita harus ingat bahawa ujian harus tidak sama rata. Kepentingan (berat) sesuatu ujian boleh ditentukan melalui tiga cara. 1. Kajian pakar– untuk ujian penting, faktor pendaraban diperkenalkan. 2. Pekali diwujudkan berdasarkan analisis faktor. 3. Ukuran kuantitatif berat sesuatu ujian boleh menjadi pekali korelasi pasangan dengan keputusan dalam latihan kompetitif. Ini adalah cara untuk mendapatkan skor ujian "berwajaran".

Pilihan kedua untuk menilai kawalan kompleks ialah membina "profil" seorang atlet - iaitu, perwakilan grafik hasil penilaian dalam ujian bateri individu. Graf jelas menunjukkan kekuatan dan kelemahan kesediaan.

Jadual titik. Di dalamnya, bilangan mata maksimum (1000-1200) diberikan untuk keputusan yang melebihi rekod dunia, dan keputusan pemula dianggarkan pada 100 mata. Seterusnya datang salah satu skala utama. Pilihannya adalah subjektif semata-mata. Sukar untuk dibandingkan jenis lain sukan Tetapi skala ini diperlukan untuk menentukan perjalanan pertandingan pasukan dan keputusannya, dan bukan tahap perkembangan sifat tertentu.

Oleh itu, kawalan biomekanikal (dari sudut pandangan metrologi) terdiri daripada beberapa peringkat.

Menentukan tujuan ujian berdasarkan kewujudan tiga jenis (operasi, semasa, berperingkat) dan tiga bidang kawalan (aktiviti kompetitif, aktiviti latihan, tahap kesediaan).

saya. Memilih ujian (ujian) - menentukan kebolehpercayaan (mereka), kandungan maklumat, serta kestabilan, kesetaraan dan ketekalan berdasarkan kajian kesusasteraan saintifik dan metodologi atau menggunakan kaedah statistik matematik. Definisi prosedur ujian. Pemilihan peralatan. Penentuan ralat pengukuran sistematik.

II. Pengujian (pengukuran) – pendaftaran proses biomekanikal semasa aktiviti motor menggunakan kaedah instrumental. Melawan ralat rawak.

III. Memproses keputusan ujian menggunakan kaedah statistik matematik yang sesuai, bergantung pada apa yang diukur (parameter atau pembolehubah). Mengenal pasti kesilapan dan memeranginya.

IV. Pembentangan hasil penyelidikan dalam bentuk teks, jadual atau grafik.

V. Memilih skala untuk menilai keputusan ujian (berkadar, progresif, regresif, S -berbentuk, skala T, persentil, GCOLIFKA, dll.).

VI. Penilaian keputusan ujian.

kesusasteraan.

1. Godik M.A. Metrologi sukan: buku teks untuk IFC. – M.: Budaya dan sukan fizikal, 1988. P. 10-44.

2. 2. Bengkel biomekanik: Manual untuk Institut Fizik. kultus /Di bawah umum ed. Ph.D. MEREKA. Kozlova. – M.: Budaya dan sukan fizikal, 1980. – P. 65-75.

3. Utkin V.A. Biomekanik latihan fizikal: Proc. manual untuk fakulti pendidikan jasmani. – M.: Pendidikan, 1989. – P. 33-56.