Математическая морфология.
Электронный математический и медико-биологический
журнал. - Т. 8. -
Вып. 3. - 2009. - URL:
http://www.smolensk.ru/user/sgma/MMORPH/TITL.HTM
http://www.smolensk.ru/user/sgma/MMORPH/N-23-html/TITL-23.htm
http://www.smolensk.ru/user/sgma/MMORPH/N-23-html/cont.htm
УДК 611.97:796-053.7
СОМАТОМЕТРИЧЕСКИЕ И
ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПРЕДПЛЕЧЬЯ И КИСТИ СТУДЕНТОК 19-22 ЛЕТ СГАФКСТ
Ó
2008 г. Сафоненкова Е. В.
В этом сообщении
мы остановимся на результатах сомато-, гонио- и динамометрии. Цель: изучить с
помощью сомато-, гонио- и динамометрии
особенности кисти и предплечья девушек 19-22 лет. Данные характеристики
изучены у 40 студенток СГАФКСТ. Анализ габаритного уровня варьирования
(по методу Р.Н.Дорохова) показал наличие нормального распределения материала.
Установлена симметрия силовых
показателей левой и правой кисти. Подвижность в лучезапястном суставе и показатели силы кисти
широко варьируют, что
отражено в разработанной нами классификации.
Ключевые
слова: соматодиагностика,
предплечье, кисть, сомато-,
гонио-
и динамометрия.
Актуальность
Рука сыграла исключительно важную роль в процессе становления
человеческого рода, и не менее важная роль принадлежит ей в жизни каждого
человека. Не даром со времен глубокой древности философы и ученые уделяли
большое внимание вопросу о значении руки. Анаксагор (V век до н.э.) считал, что
«человек разумен, ибо он имеет руки». Лукрецию Кару (І век до н.э.) принадлежат
слова: «Кисти у нас как служанки, и справа и слева, чтобы с помощью их делать
то, что нужно для жизни». А Клавдий Гален (ІІ век н.э.) писал «В вознаграждение
за свою наготу и безоружность человек получил руку. Подобно тому, как ему был
дан разум, высшая из всех способностей, точно так же он превзошел животное
обладанием ручной кисти, этим инструментом из всех инструментов». Фридрих
Энгельс научно обосновал роль труда в процессе происхождения человека и указал
на весьма совершенное развитие руки, «являющейся не только органом труда, она
так же и продукт его». (Ф. Энгельс. Диалектика природы.– К.Маркс, Ф.Энгельс.
Соч., т.20, стр.488.)
Наиболее важной частью верхней конечности –
хватательным и удерживающим органом – является кисть. Ее большая подвижность
объясняется значительным количеством степеней свободы, которыми она обладает.
Только три главных сустава верхней конечности – плечевой, локтевой и
лучезапястный – дают кисти в общей сложности семь степеней свободы, т.е. больше
того, что необходимо для её неограниченной подвижности в пространстве, равным
длине руки. На рисунке 1 представлены возможности кисти как органа захвата и
удержания с точки зрения функции.
Интересны два показателя: перемещение вокруг трех
взаимно перпендикулярных осей и укрепляющий аппарат, допускающий эти движения.
|
|
Рис. 1. Участие кисти в
некоторых трудовых и бытовых операциях (по Е. И. Даниловой)
Лучезапястный сустав – сложен по образованию. Он слагается
из дистальной части лучевой кости, хряща, натянутого между шиловидным отростком
локтевой кости и внутренним краем лучевой кости и костей проксимального ряда
запястья. Окончательное формирование лучезапястного сустава заканчивается к
18-20 годам.
В анатомии принято изучать верхнюю конечность при
супинированном положении, когда локтевая и лучевая кости расположены
параллельно. Однако, когда руки опущены, то предплечья и кисти обращены своими
ладонными поверхностями к телу, находятся в промежуточном положении между
пронацией и супинацией, а у некоторых людей даже в гиперпронированном
положении. Эта связано с большим тонусом мышц-пронаторов по сравнению с
мышцами-супинаторами. Что связано так же с некоторой согнутостью пальцев. Строению кисти, её движениям посвящено
множество работ, однако комплексно морфологические и функциональные показатели
изучены недостаточно.
Цель: изучить с помощью сомато-, гонио- и динамометрии особенности
кисти девушек 19-22 лет, которые могут быть использованы при первичном
спортивном отборе (П.В.Башкиров, 1968). Данные характеристики изучены у 40
студенток СГАФКСТ.
Задачи
исследования:
– определить соматометрические показатели
кисти и предплечья;
– провести соматодиагностику по методу Р.Н.
Дорохова;
– оценить подвижность в лучезапястном
суставе;
– оценить ассиметрию метрических и
динамических показателей;
– установить корреляционные взаимосвязи исследуемых показателей.
Материал
исследования: обследовано 40
студенток III отделения СГАФКСТ 1986-1989 гг. рождения, не имеющих специальной
физической подготовки. Измерения проводились с соблюдением известных правил
антропометрических измерений и измерений силы мышц.
Методы исследования: теоретический анализ и обобщение специальной
научно-методической литературы, соматометрия, соматодиагностика, габаритное
варьирование, динамометрия, гониометрия, статистическая обработка цифрового
материала.
Соматодиагностика
В
работе была определена габаритная вариация, обследованная по методу Р.Н. Дорохова.(1979-2001
гг.) (рис.1).
Длина и масса тела, а также их соотношения являются
важнейшими интегративными характеристиками состояния здоровья человека на
протяжении всей его жизни (В.В. Бунак, 1937,
Г. Гримм, 1967). Наиболее устойчивы показатели весоростового индекса в
период от 18 до 40 лет.
ДТ МТ
ДТ
МегС НаС
0,800
0,200
МаС
МиС
0,568 МеС 0,432
Рис.2.
Распределение студенток по габаритным показателям.
Анализ габаритного уровня варьирования показал, что
20% студенток относятся по массе тела к микросомному типу (МиС), 55% к
мезосомному типу (МеС) и 25% к макросомному типу (МаС). То есть имелось
нормальное распределение материала. По длине тела – 30% девушек относились к
МиС типу, 47,5% к МеС и 22,5% к МаС типу.
Наблюдается резкое расхождение в величине показателей
вариации массы и длины тела, что
связано с избытком и дефицитом массы тела, которая доходит до 45-52,5%. Это
превышает нормы прошлых лет в два раза, следовательно показатели обследования
1986 года нуждаются в уточнении.
В исследуемой выборке имеется незначительное
рассеивание показателей по длине тела – 2,8%, что в два раза меньше
среднепопуляционной характеристики.
По обхвату мышц разгибателей предплечья –8,6% – втрое больше,
чем вариация длины тела. Это подтверждает закон о том, что меньший показатель
всегда более вариативен, так как генетически меньше устойчив.
Таблица 1
Соматометрические показатели студенток
|
|
ДТ |
МТ |
Дпп |
Опп max |
Опп min |
Обхв. разгиб. |
Обхв. сгибат. |
Обхв. разг.: Опп max |
Обхв сгиб.: Опп max |
|
М |
167 |
59,8 |
23,5 |
22,6 |
16,1 |
10,4 |
12,3 |
45,9 |
54,1 |
|
max |
176 |
69 |
28,4 |
24,5 |
17,7 |
12,3 |
14 |
50 |
59 |
|
min |
158 |
51 |
21,5 |
20 |
13,8 |
9 |
10,5 |
41 |
50 |
|
σ |
4,7 |
4,19 |
1,65 |
1,48 |
1,02 |
0,86 |
1,04 |
2,6 |
2,6 |
|
CV |
2,8 |
7 |
7,2 |
6,6 |
6,3 |
8,6 |
8,5 |
5,9 |
4,8 |
Примечание: ДТ - длина тела, МТ - масса тела, Дпп - длина предплечья,
Опп max - обхват предплечья максимальный, Опп min - обхват предплечья минимальный.
Выявлено, что метрические показатели сгибателей
предплечья выражены сильнее (М=12,29 см), чем его разгибатели (М=10,4 см). Это
связано с повседневной тренируемостью сгибателей, в то время как его
разгибатели меньше подвергаются тренировке в быту.
На основании соматометрических показателей исследуемая
группа разделена по соматическим типам (СТ): 12,5% студенток относится к МиС
типу, 80% – к МеС , 7,5% – к МаС типу.
Результаты приведены в таблице (табл. 2).
Анализ корреляционных взаимосвязей исследованных
соматометрических показателей дал нам следующие результаты. Выявлены высокие
положительные взаимосвязи между Опп max и
Обхватом разгибателей (r = 0,73); Опп max и
Обхват сгибателей (r =0,83) и другими показателями. Это согласуется с мнением
Р.Кнусманна (1960), что обхват предплечья может в возрасте 16-25 лет служить
показателем общей полноты тела. Отрицательная корреляционная взаимосвязь
выявлена между объемом предплечья и Опп max, Опп min, обхватом
сгибателей и обхватом разгибателей (табл.9).
Таблица 2
Результаты
анализа габаритного уровня варьирования
|
СТ |
|
ДТ |
МТ |
Дпп |
Длина кисти |
Опп max |
Опп min |
Обхв.сгиб. |
Обхв.разг. |
Обхв. разг.: Опп min |
Обхв. сгиб.: Опп max |
Объем предпл. |
|
МиС |
М |
162 |
57 |
22 |
18 |
21 |
15 |
9,9 |
11 |
47 |
53 |
911 |
|
σ |
2,3 |
3,1 |
0,2 |
0,8 |
1,2 |
1,6 |
0,9 |
0,7 |
2,6 |
2,6 |
95,3 |
|
|
CV |
1,4 |
5,4 |
0,9 |
4,6 |
5,6 |
10 |
9,0 |
6,2 |
5,6 |
4,9 |
10,5 |
|
|
МеС |
М |
167 |
60 |
24 |
18 |
23 |
16 |
10 |
12 |
46 |
54 |
1030 |
|
σ |
4,9 |
4,2 |
1,6 |
0,7 |
1,4 |
0,9 |
0,8 |
1,0 |
2,8 |
2,8 |
91,3 |
|
|
CV |
2,9 |
7,1 |
6,9 |
3,8 |
6,1 |
5,4 |
8,1 |
8,2 |
6,1 |
5,1 |
8,9 |
|
|
МаС |
М |
169 |
64 |
25 |
18 |
24 |
17 |
11 |
13 |
45 |
55 |
1143 |
|
σ |
1,0 |
1,5 |
2,1 |
0,5 |
1,6 |
0,9 |
0,8 |
1,0 |
1,6 |
1,6 |
93,3 |
|
|
CV |
0,6 |
2,4 |
8,7 |
2,7 |
6,8 |
5,1 |
7,4 |
7,7 |
3,6 |
3,0 |
8,2 |
Разъяснение:
см. примечание табл. 1.
Гониометрия
Методы соматометрии, широко применяемые в медицине,
недостаточно полны без данных о подвижности. Гониометрия человеческого тела –
один из разделов динамической антропометрии, широко используемой в диагностике
травм и заболеваний суставов.
При измерении подвижности выполнялись следующие требования:
измерения проводись в помещении с температурой не ниже +180,
предварительно проводилась 5-10 минутная разминка, направленная на растяжение
мышц, измерения проводились в виде соревнований. Следили за тем, чтобы движения
в соседних суставах не влияли на размах регистрируемого движения.
Измерение производилось гониометром. Наиболее
распространенными гониометрами являются, как установлено ранее, «гониометры
наклона» – состоящие из градусной шкалы (транспортира) и стрелки – отвеса с
утяжеленным концом.
Для специальных исследований подвижности создан прибор
узконаправленных измерений, специально для измерения подвижности в одном или нескольких суставах.
В работе продемонстрирован прибор гониометр,
разработанный на кафедре анатомии СГАФКСТ, и используемый для измерений в
данной работе.
Прибор для измерений подвижности в лучезапястном
суставе (рис.3) позволяет измерить сгибание, разгибание, отведение, приведение
в лучезапястном.
Рис.3.
Гониометр.
Проводились 2-3 измерения одного и того же движения,
записывались максимальные показатели. Не смотря на кажущуюся простоту
измерений, требуется определенный навык измерений и однотипная техника. Все
измерения проводились под контролем
измеряемого после предварительного показа и объяснения правил измерений.
Нами
проводились измерения амплитуды движения в лучезапястном суставе вокруг
возможных осей движения. (Табл.3).
Таблица 3
Функциональные показатели подвижности
лучезапястного сустава студенток 1986-1989 гг. рождения СГАФКСТ
|
|
кисть (в градусах) |
кисть (в %) |
||||||
|
сгиб |
разг |
отвед |
прив |
сгиб |
разг |
отвед |
прив |
|
|
М |
66 |
83,4 |
19,7 |
78,1 |
25,1 |
31,9 |
7,6 |
29,8 |
|
max |
95 |
99 |
43 |
98 |
34 |
41 |
15,4 |
38 |
|
min |
42 |
70 |
5 |
40 |
17,1 |
25,1 |
3 |
15,7 |
|
σ |
12,9 |
8,63 |
8,26 |
11,5 |
4,01 |
3,86 |
2,67 |
4,24 |
|
CV |
19 |
10,3 |
41,7 |
14,7 |
16 |
12,5 |
35,5 |
14 |
Исследования показали, что наименьшая подвижность
характерна для отведения. Однако коэффициент вариации достигает 41% –
минимальное значение 50, максимальное 430 (Рис.4.).
Эти показатели позволяют выделить в лучезапястных
суставах как минимум три типа движений.
На втором месте по вариативности движений располагается
движение вокруг фронтальной оси. Сгибание имеет вариативность в пределах 19%.
Размах движений от 420 до 950.
Выделены также лица со сгибательным и разгибательным
типом движения. Сгибательный – 34%; разгибательный – 41%.
5
43
40
Разность 580
Разность 380
98
А Б
Рис.4. Подвижность в
лучезапястном суставе. А – отведение; Б – приведение.
Примечание: - минимальная подвижность; - максимальная
подвижность;
- разность между максимальной и
минимальной подвижностью.
Распределение подвижности кисти студенток по
соматическим типам приведены в таблице (табл. 4).
Подвижность в лучезапястных суставах имеет большое
значение в таких видах спорта как волейбол, баскетбол, теннис, гимнастика,
акробатика.
Методом
корреляционного анализа установлено, что с увеличением обхвата кисти
подвижность в лучезапястном суставе уменьшается.
Отмечено, что подвижность в суставе уменьшается при
избыточной жировой массе предплечья.
Таблица 4
Распределение подвижности кисти
студенток по СТ
|
СТ |
|
Кисть (в градусах) |
Кисть (в процентах) |
||||||
|
Сгиб. |
Разг. |
Отвед. |
Прив. |
Сгиб. |
Разг. |
Отвед. |
Прив. |
||
|
МиС |
М |
53,80 |
76,40 |
24,20 |
72,20 |
23,34 |
32,26 |
9,80 |
30,34 |
|
σ |
6,14 |
6,02 |
13,81 |
4,76 |
3,51 |
6,25 |
4,45 |
2,54 |
|
|
CV |
11,41 |
7,89 |
57,06 |
6,60 |
15,03 |
19,38 |
45,41 |
8,37 |
|
|
МеС |
М |
68,34 |
83,75 |
19,06 |
78,56 |
25,64 |
31,60 |
7,35 |
29,70 |
|
σ |
12,95 |
8,29 |
6,62 |
12,46 |
4,09 |
3,26 |
1,99 |
4,57 |
|
|
CV |
18,95 |
9,90 |
34,74 |
15,87 |
15,96 |
10,31 |
27,08 |
15,39 |
|
|
МаС |
М |
61,33 |
91,33 |
18,33 |
82,67 |
22,40 |
34,28 |
6,58 |
30,60 |
|
σ |
9,24 |
9,81 |
14,43 |
4,04 |
2,34 |
6,21 |
4,80 |
3,51 |
|
|
CV |
15,06 |
10,75 |
78,73 |
4,89 |
10,44 |
18,10 |
72,90 |
11,47 |
|
Динамометрия
Данные
измерения силы отдельных мышечных групп человека широко используются в
физиологии, гигиене труда, медицине, спорте, как показатели физического
состояния и тренированности.
Зафиксировано неуклонное снижение силовых возможностей
подростков от десятилетия к десятилетию. Например, динамометрия у юношей 15 лет
ниже на 10 кг, а у девушек на 6 кг, чем у сверстников в 90-е годы (Р.Н.Дорохов,
2007).
В доступной литературе мы не нашли описания
взаимосвязи силы мышц кисти с развернутой характеристикой силы сгибателей
каждого пальца в сопоставлении с общей силой кисти (кистевая динамометрия).
Измерение силы отдельных мышц и групп показали целесообразность
изучения топографии силы отдельных мышечных групп действующих на лучезапястный
сустав и пальцы кисти.
Приведем
значения «кистевой динамометрии» и силы отдельных пальцев кисти (табл.5).
Результаты динамометрии сгибателей пальцев и кисти
показывают, что кистевая динамометрия обследуемых имеет высокую
вариативность (СV = 18,4 –
21,3%).
Выявлено, что показатели силы кисти больше суммарных
показателей силы пальцев кисти. Это говорит нам о том, что работа кисти при динамометрии осуществляется не только более мощными мышцами,
но и биомеханическое их сложение сил при учете углов их приложения создает
оптимальное проявление сгибателей.
Таблица 5
Показатели силы кистевой и пальцевой
динамометрии (в кг)
|
|
сила кисти |
сила пальцев левой
кисти |
сила пальцев правой кисти |
|||||||||
|
прав |
лев |
указат |
средн |
безым |
мизин |
больш |
указат |
средн |
безым |
мизин |
больш |
|
|
М |
25 |
24 |
2,1 |
2,2 |
1,7 |
1,4 |
2 |
2 |
2,1 |
1,7 |
1,3 |
1,9 |
|
max |
36 |
35 |
3,6 |
3,2 |
3,1 |
2,8 |
2,7 |
3,5 |
3,2 |
2,4 |
1,7 |
3 |
|
min |
18 |
14 |
1,4 |
1 |
0,9 |
0,8 |
1,2 |
1,4 |
1,4 |
0,9 |
0,9 |
1,2 |
|
σ |
4,6 |
5,1 |
0,4 |
0,6 |
0,6 |
0,6 |
0,4 |
0,5 |
0,5 |
0,4 |
0,3 |
0,4 |
|
CV |
18 |
21 |
19 |
25,6 |
32,9 |
41,4 |
19,1 |
25,1 |
23,4 |
25,6 |
21,9 |
22,8 |
Установлена симметрия силовых показателей левой и
правой кисти и ее пальцев методом сравнения (Табл. 6).
Таблица 6
Сравнительная характеристика силовых показателей (в
кг)
|
|
Сила кисти |
Сила пальцев кисти |
||||
|
Указат. |
Средн. |
Безым. |
Мизин. |
Больш. |
||
|
М правой |
25,1 |
2 |
2,1 |
1,7 |
1,3 |
1,9 |
|
М левой |
24 |
2,1 |
2,2 |
1,7 |
1,4 |
2 |
|
Разница: |
1,1 |
0,1 |
0,1 |
0 |
0,1 |
0,1 |
Выявить асимметрии нам не удалось. Различия не входили
в зону достоверности различий. Надо показать, что у лиц, не занимающихся
спортом, мышцы правой и левой руки в равной мере задействованы в работе.
Это же мнение
подтверждается и результатами корреляционного анализа.
Результаты корреляции силовых показателей правой и
левой кисти и отдельных пальцев приведены в таблицах (Табл. 7).
Из таблицы следует, что имеется прямая положительная
корреляционная взаимосвязь силовых показателей только между силой, проявленной
при динамометрии силы кисти и силой среднего пальца.
Между показателями силы кисти и силы остальных пальцев
нет корреляции, они оказывают незначительное влияние на силу кисти в целом.
Имеется высокая внутренняя корреляционная связь
силовых показателей кисти.
Таблица 7
Круговая корреляция показателей силы правой и левой кисти и пальцев
|
|
1 |
Сила пальцев правой кисти |
|||||
|
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
|||
|
1 |
1,00 |
0,36 |
0,59 |
0,30 |
0,57 |
0,36 |
|
|
Сила
пальцев правой кисти |
8 |
|
1,00 |
0,78 |
0,52 |
0,39 |
0,64 |
|
9 |
|
|
1,00 |
0,70 |
0,71 |
0,62 |
|
|
10 |
|
|
|
1,00 |
0,73 |
0,26 |
|
|
11 |
|
|
|
|
1,00 |
0,27 |
|
|
12 |
|
|
|
|
|
1,00 |
|
|
|
2 |
Сила пальцев левой кисти |
|||||
|
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|||
|
2 |
1,00 |
0,56 |
0,64 |
0,49 |
0,38 |
0,36 |
|
|
Сила пальцев левой кисти |
3 |
|
1,00 |
0,83 |
0,35 |
0,30 |
0,61 |
|
4 |
|
|
1,00 |
0,59 |
0,50 |
0,51 |
|
|
5 |
|
|
|
1,00 |
0,95 |
0,18 |
|
|
6 |
|
|
|
|
1,00 |
0,11 |
|
|
7 |
|
|
|
|
|
1,00 |
|
Примечание: Сила кисти: 1 – правой; 2 – левой. Сила пальцев
левой кисти: 3 – указательный; 4 –
средний; 5 – безымянный; 6 – мизинец; 7 – большой. Сила пальцев правой кисти: 8
– указательный; 9 – средний; 10 – безымянный; 11 – мизинец; 12 – большой.
На рисунках 5 и 6 показана прямая корреляционная
зависимость между соседними пальцами, т.е. изменение силового показателя одного
пальца ведет к изменению силы другого пальца, что подтверждается анатомическими
связями сухожилий мышц поверхностного и глубокого сгибателей пальцев.
Распределение
показателей силы студенток по соматическим типам приведены в таблице (Табл.8).
Имеется высокая внутренняя корелляционная связь
силовых показателей кисти (Табл.9).
Однако корреляционной взаимосвязи между динамометрическими показателями кисти
и длиннотными характеристиками не выявлено.
О развитии мускулатуры предплечья можно косвенно
судить по её обхватам (периметрам).
Ожидаемой корелляции между силой мышц, действующей на
лучезапястный сустав, и периметрами
предплечья не выявлено.
