Исследование упругих свойств стопы человека
Автор: Перепелкин А.И., Калужский С.И., Мандриков В.Б., Краюшкин А.И., Атрощенко Е.С.
Журнал: Российский журнал биомеханики @journal-biomech
Статья в выпуске: 3 (65) т.18, 2014 года.
Бесплатный доступ
Объектом исследования послужили механические характеристики стоп 175 юношей и 315 девушек Волгоградского государственного медицинского университета в возрасте 17-21 года, не имеющих какой-либо патологии опорно-двигательного аппарата. Целью работы явилось получение данных об упругих характеристиках стопы в естественных условиях у лиц обоего пола юношеского возраста. Исследование морфофункционального состояния стопы осуществлялось при помощи компьютерного плантографического комплекса и включало также системный анализ и графоаналитическую расшифровку цифрового изображения стопы. В зависимости от задаваемой нагрузки на стопу, равной 50 и 80% массы тела, проводилось сканирование подошвенной поверхности стопы и одновременно измерялась высота её продольного свода. Вычисляли коэффициенты деформации, упругости и Пуассона, а также модуль Юнга. В ходе проведенного исследования было выявлено, что наибольший коэффициент деформации у лиц обоего пола отмечен вдоль вертикальной оси стопы, а наименьший - вдоль ее сагиттальной оси. Наибольший коэффициент Пуассона у лиц обоего пола был вдоль фронтальной оси стопы, при этом его значение у девушек было больше по сравнению с юношами. Модуль Юнга был выше у юношей. Полученные данные об упругости стопы человека позволяют охарактеризовать ее амортизирующую функцию в норме и степень ее потери при различных деформациях. Разработанный программно-компьютерный комплекс и программная реализация диагностики анатомо-функциональных параметров позволяют проводить оценку упругости стопы человека. Показатели стопы (модуль Юнга, коэффициенты Пуассона, упругости и деформации) характеризуют ее рессорную функцию и способность сопротивляться действию нагрузок. Таким образом, для юношеского возраста выявлена половая дифференциация упругих специфичных характеристик стопы. Разработанный метод целесообразно использовать для исследования упругих свойств стопы у лиц различных возрастных групп, спортивных специализаций, а также у больных с различными заболеваниями стоп.
Упругость стопы, коэффициент упругости, коэффициент деформации, модуль юнга, коэффициент пуассона, компьютерная плантография, юношеский возраст
Короткий адрес: https://sciup.org/146216149
IDR: 146216149
Список литературы Исследование упругих свойств стопы человека
- Гавриков К.В., Перепелкин А.И., Мандриков В.Б., Воробьев А.А., Клаучек С.В. Способ определения рессорной функции стопы с использованием возрастающей нагрузки: патент РФ на изобретение №2358650; Бюл. 2009, № 17.
- Ефимов А.П. Информативность биомеханических параметров походки для оценки патологии нижних конечностей//Российский журнал биомеханики. -2012. -Т. 16, № 1 -С. 80-88.
- Кашуба В.А., Сергиенко К.Н. Технология биомеханического контроля состояния опорно-рессорной функции стопы человека//Биомеханика стопы человека: материалы I междунар. науч.-практ. конф., 18-19 июня 2008. -Гродно, 2008. -С. 32-34.
- Кобелев А.В., Смолюк Л.Т., Кобелева Р.М., Проценко Ю.Л. Нелинейные вязкоупругие свойства биологических тканей. -Екатеринбург: Уро РАН, 2011. -144 с.
- Кузнецова Е.А. Исследование амортизации системы человек-обувь-опора в фазе переднего толчка: автореф. дис.. канд. техн. наук. -Казань, 2009. -27 с.
- Лашковский В.В., Болтрукевич С.И. Новые технологии в хирургической реабилитации пациентов с плоско-вальгусной деформацией стопы//Биомеханика стопы человека: материалы I междунар. науч.-практ. конф., 18-19 июня 2008. -Гродно, 2008. -С. 141-143.
- Мицкевич В.А., Арсеньев А.О. Подиатрия. -М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2009. -136 с.
- Перепелкин А.И., Краюшкин А.И. Динамика линейных параметров стопы девушек при возрастающей нагрузке//Вестник Волгоградского государственного медицинского университета. -2013. -№ 2. -С. 25-27.
- Перепелкин А.И., Краюшкин А.И., Смаглюк Е.С., Сулейманов Р.Х. Исследование опорной поверхности стопы в юношеском возрасте//Вестник новых медицинских технологий. -2011. -Т. 18, № 2. -С. 150-152.
- Перепелкин А.И. Соматотипологические закономерности формирования стопы человека в постнатальном онтогенезе: автореф. дис. … д-ра мед. наук. -Волгоград, 2009. -53 с.
- Тахмезов Р.Т. Расовые и этнические особенности сводов стопы у женщин: автореф. дис. … канд. мед. наук. -СПб., 2013. -25 с.
- Тетерин О.Г., Петров Д.Ю., Маланин Д.А., Гунин К.В., Лемешкин С.С., Чернявcкий М.А. Коррекция деформаций переднего отдела стопы: метод. пособие. -Волгоград, 2009. -31 с.
- Berko N.S., Fitzgerald E.F., Amaral T.D., Payares M., Levin T.L. Ultrasound elastography in children: establishing the normal range of muscle elasticity//Pediatr. Radiol. -2014. -Vol. 44, № 2. -P. 158-163.
- Blackburn J.T., Padua D.A., Weinhold P.S., Guskiewicz K.M. Comparison of triceps surae structural stiffness and material modulus across sex//Clin. Biomech. -2006. -Vol. 21, № 2. -P. 159-167.
- Blackburn J.T., Bell D.R., Norcross M.F., Hudson J.D., Kimsey M.H. Sex comparison of hamstring structural and material properties//Clin. Biomech. -2009. -Vol. 24, № 1. -P. 65-70.
- Foure A., Cornu C., McNair P.J., Nordez A. Gender differences in both active and passive parts of the plantar flexors series elastic component stiffness and geometrical parameters of the muscle-tendon complex//J. Orthop. Res. -2012. -Vol. 30, № 5. -P. 707-712.
- Hashemi J., Chandrashekar N., Mansouri H., Slauterbeck J.R., Hardy D.M. The human anterior cruciate ligament: sex differences in ultrastructure and correlation with biomechanical properties//J. Orthop. Res. -2008. -Vol. 26, № 7. -P. 945-950.
- Hashmi F., Malone-Lee J. Measurement of skin elasticity on the foot//Skin Res. Technol. -2007. -Vol. 1, № 3. -P. 252-258.
- Mariotti A., Rumpf D., Malakhova O., Cooper B. Gender-specific differences in temporomandibular retrodiscal tissues of the goat//Eur. J. Oral Sci. -2000. -Vol. 108, № 5. -P. 461-463.
- Mikic B., Amadei E., Rossmeier K., Bierwert L. Sex matters in the establishment of murine tendon composition and material properties during growth//J. Orthop. Res. -2010. -Vol. 28, № 5. -P. 631-638.
- Morse C.I. Gender differences in the passive stiffness of the human gastrocnemius muscle during stretch//Eur. J. Appl. Physiol. -2011. -Vol. 111, № 9. -P. 2149-2154.
- Shultz S.J., Pye M.L., Montgomery M.M., Schmitz R.J. Associations between lower extremity muscle mass and multiplanar knee laxity and stiffness: a potential explanation for sex differences in frontal and transverse plane knee laxity//Am. J. Sports Med. -2012. -Vol. 40, № 12. -P. 2836-2844.
- Wittnich C., Tan L., Wallen J., Belanger M. Sex differences in myocardial metabolism and cardiac function: an emerging concept//Pflugers Arch. -2013. -Vol. 465, № 5. -P. 719-729.