Биомеханический анализ ударных воздействий. Энергетические характеристики движений человека. Механическое движение тела

Введение

Процедура анализа двигательной деятельности (биомеханического анализа) состоит из следующих этапов:

Изучение внешней картины двигательной деятельности. Прежде всего, выясняют, из каких двигательных действий она состоит, и в каком порядке действия следуют друг за другом.

Изучая внешнюю картину двигательной деятельности, регистрируют кинематические характеристики. Особенно важно знать продолжительность отдельных частей движения (фаз), графическим отображением чего является хронограмма. Хронограмма двигательного действия характеризует технику, а хронограмма двигательной деятельности - первое, на что обращают внимание при анализе спортивной тактики.

Выяснение причин, вызывающих и изменяющих движения. Они не доступны визуальному контролю, и для их анализа необходимо регистрировать динамические характеристики. Важнейшее значение здесь имеют величины сил, действующих на человека извне и создаваемых его собственными мышцами.

Определение топографии работающих мышц. На этом этапе выявляется, какие мышцы и как участвуют в выполнении данного упражнения. Зная, какие мышцы преимущественно обеспечивают двигательную деятельность, к которой готовит себя человек, можно из множества физических упражнений отобрать способствующие развитию именно этих мышц и их координации.

Определение энергетических затрат и того, сколь целесообразно расходуется энергия работающих мышц. Для ответа на эти вопросы регистрируют энергетические характеристики.

Выявление оптимальных двигательных режимов (наилучшей техники двигательных действий и наилучшей тактики двигательной деятельности) осуществляется на заключительном этапе биомеханического анализа. Здесь же оценивается степень соответствия реально имеющих место и оптимальных вариантов техники и тактики.

1. Биомеханический анализ прыжка в высоту в аэробике

Прыжок в высоту в спортивной аэробике выполняется из исходного положения ноги вместе (пятки вместе, носки слегка врозь - на ширину стопы). Движение состоит из двух основных частей. Первая - отталкиваясь двумя ногами, выпрыгнуть невысоко вверх и затем принять положение полуприседа ноги врозь (стопы слегка повернуты наружу или параллельны), при приземлении нужно опуститься на всю стопу. Расстояние между стопами равно ширине плеч, тяжесть тела равномерно распределена на обе ноги, направление коленей и стоп должно совпадать. При этом движении проекция колен не должна выходить за пределы опоры стопами, угол в коленных суставах должен быть больше 90°. Вторая часть движения - небольшим подскоком соединить ноги и возвратиться в исходное положение. При выполнении этого движения не допускаются перемещения туловища (наклоны, повороты).

Перемещением тела в пространстве спортсмен управляет посредством суставных движений, ограничивая подвижность в одних суставах и активизируя в других. Характер управляющих движений во взаимосвязи с внешними воздействующими факторами (количество движения; реакции опоры; момент сил трения, тяжести и т.д.) обуславливает все многообразие двигательных действий человека.

Данное движение состоит из ряда взаимосвязанных частей, причем каждая предыдущая готовит условия для эффективного выполнения последующей. Другими словами, все они связаны определенными целевыми установками.

Отталкивание в прыжке в высоту в аэробике совершается за счет выпрямления ног, маховых движений рук и туловища. Задача отталкивания - обеспечить максимальную величину вектора начальной скорости ОЦМ и оптимальное ее направление. После отталкивания, в полете, тело спортсмена всегда совершает движения вокруг осей. Поэтому в задачи отталкивания входит также и начало управления этими движениями.

Начало управления этими движениями начинается с амортизации - подседании на толчковой ноге. Мышцы-антагонисты растягиваются и напрягаются, углы в суставах становятся близкими к рациональным для начала отталкивания. ОЦМ тела приходит в исходное положение для начала ускорения отталкивания (удлинение пути ускорения ОЦМ).

Пока происходит амортизация (сгибание ноги в коленном суставе) и место опоры находится еще впереди ОЦМ, спортсмен, активно разгибая ноги в тазобедренном суставе, уже активно помогает продвижению тела вверх.

В течение амортизации горизонтальная скорость ОЦМ снижается, во время отталкивания создается вертикальная скорость ОЦМ. К моменту отрыва ног от опоры обеспечивается необходимый угол вылета ОЦМ.

Для достижения максимально высокого взлета спортсмену необходимо на пути вертикального перемещения ОЦМ тела при отталкивании проявить наибольшую мощность.

В полете траектория ОЦМ предопределена величиной и направлением вектора начальной скорости ОЦМ. Движения представляют собой движения звеньев вокруг осей, проходящих через ОЦМ.

Полетная фаза может служить зеркалом, в котором отражаются все особенности механизма отталкивания. В качестве элементов динамической осанки здесь следует выделить удержание максимально разогнутого положения в тазобедренных суставах при прямом положении головы и позвоночника.

Спортсмен приземляется на обе ноги. Основная задача при приземлении - смягчить удар. В процессе торможения происходит сгибание в тазобедренных и коленных суставах. Характер работы мышечных групп - уступающий.

. Биомеханический анализ шага на месте

Шаг вперёд в аэробике представляет собой хорошо автоматизированную и цикличную локомоцию. Изучение анализа данного движения удобно тем, что в ее осуществлении участвует весь опорно-двигательный аппарат. Это дает возможность исследовать функцию любых его отделов, включая верхние конечности и позвоночник.

Постановка правой ноги на опору;

Когда говорят о фазовом составе двигательного действия, имеют в виду движения всего тела (в данном случае обеих ног). Но для понимания механизмов ходьбы нужно знать, какие элементарные действия выполняются каждой ногой. В периоде переноса нога сначала сгибается, а затем разгибается в коленном суставе. Из элементарных действий формируются фазы.

Человек является самодвижущейся системой, поскольку первопричиной его движений служат внутренние силы, создаваемые мышцами и приложенные к подвижным звеньям тела. К внутренним относятся и силы инерции, приложенные к центрам масс разгоняемых и тормозимых звеньев тела («фиктивные» силы инерции) или к другим звеньям тела либо к внешним предметам («реальные» силы инерции).

Сила инерции (Fин) равна произведению массы всего тела или отдельного звена на его ускорение и направлена в сторону, противоположную ускорению. Поэтому сила инерции замедляет и разгон, и торможение.

Наряду с внутренними на человека действуют внешние силы. При данном движении к ним относятся: сила тяжести, сила реакции опоры.

Сила тяжести (гравитационная сила) приложена к центру масс и равна произведению массы тела на ускорение земного тяготения:

Силу реакции опоры измеряют и изображают графически, для того чтобы определить результат совместного действия всех сил (и внутренних, и внешних). Как же формируется опорная реакция?

Отталкиваясь от опоры, человек воздействует на нее с силой отталкивания, которая состоит из двух компонентов: статического - веса (постоянного и равного силе тяжести) и динамического компонента.

В данном движении полезной работой является только горизонтальная внешняя работа. Вертикальные и поперечные перемещения тела относятся к непроизводительным движениям.

3. Биомеханический анализ маха вперёд

Выполняется в положении стоя на одной ноге. Маховая прямая нога поднимается точно вперед, разрешено небольшое «выворотное» положение стопы. Амплитуда маха определяется уровнем подготовленности занимающегося, не допускается «хлестообразное» движение и не контролируемое опускание ноги после маха (падение). Минимальной амплитудой в спортивной аэробике можно считать мах выше уровня горизонтали. Для оздоровительного направления аэробики рекомендована амплитуда маха не выше 90°. Разрешается любой вариант маха (на месте, на шагах, беге, прыжках). Возможна также разная плоскость движения (мах вперед или вперед - в сторону). Если мах сочетается с подскоком, то при приземлении следует обязательно опускаться на всю стопу, избегать баллистических приземлений и потери равновесия.

Мах вперёд - это быстрое движение свободных звеньев тела, одинаковые в основном по направлению с отталкиванием ногой от опоры. При махе вперёд перемещаются ЦМ соответствующих звеньев тела. Значит одновременно происходит перемещение ОЦМ всего тела.

Толчок правой ногой начинает мах вперед за счет перемещения право-го бедра вперед. Данное действие в дальнейшем дополняется вращением бедер в левую сторону. Данное движение бедер срабатывает в качестве спускового механизма для начала процесса разворота верхней части тела спортсмена (вращения туловища).

Øтолчок правой ногой;

Øвращение бедер;

Øвращение туловища (инициация вращения верхней части тела)

При покидании опоры толчковая нога становится маховой с высоким уровнем потенциальной энергии. По инерции маховая нога сгибается в коленном суставе, тем самым увеличивается натяжение в четырехглавой мышце, и укорачивается амплитуда движения на длину голени, что существенно ускоряет мах.

В организации маха большую роль играет работа рук. В конце отталкивания правой ногой правая рука активно машет вперед по ходу движения, а левая назад. Таким образом, правое плечо поворачивается в сторону движения и через косые мышцы живота поворачивает правую сторону таза так же в сторону движения, тем самым дополнительно увеличивается натяжение сгибателей туловища и 4-х главой мышцы.

Мах в значительной степени осуществляется за счет превращения потенциальной энергии в кинетическую. Во время маха происходит натяжение мышц антагонистов (разгибателей туловища и мышц задней поверхности соответствующей ноги).

Натяжение мышц задней поверхности останавливает мах и выхлест голени. Маховая нога, слегка согнутая в коленном суставе, упруго ставится на опору несколько впереди центра с наружной части стопы загребающим движением, и начинается фаза амортизации за счет некоторого подседания, то есть сгибания в тазобедренном и коленном суставе и тыльном сгибании в голеностопном суставе. Все это дает возможность растянуть соответственные мышцы и подготовить их тем самым к активной работе при отталкивании, то есть вновь происходит накопление потенциальной энергии в растянутых мышцах, которая, превращаясь в кинетическую, произведет отталкивание.

Заключение

биомеханический аэробика упражнение

Таким образом, прыжок в высоту в аэробике выполняется из исходного положения ноги вместе (пятки вместе, носки слегка врозь - на ширину стопы). Движение состоит из двух основных частей. Первая - отталкиваясь двумя ногами, выпрыгнуть невысоко вверх и затем принять положение полуприседа ноги врозь (стопы слегка повернуты наружу или параллельны), при приземлении нужно опуститься на всю стопу. Расстояние между стопами равно ширине плеч, тяжесть тела равномерно распределена на обе ноги, направление коленей и стоп должно совпадать. При этом движении проекция колен не должна выходить за пределы опоры стопами, угол в коленных суставах должен быть больше 90°. Вторая часть движения - небольшим подскоком соединить ноги и возвратиться в исходное положение. При выполнении этого движения не допускаются перемещения туловища (наклоны, повороты).

Отталкивание в прыжке в высоту в аэробике совершается за счет выпрямления ног, маховых движений рук и туловища. Начало управления этими движениями начинается с амортизации - подседании на толчковой ноге. Пока происходит амортизация (сгибание ноги в коленном суставе) и место опоры находится еще впереди ОЦМ, спортсмен, активно разгибая ноги в тазобедренном суставе, уже активно помогает продвижению тела вверх.

Выпрямление ног и маховые движения, создавая ускорения звеньев тела вверх, вызывают их силы инерции, направленные вниз.

В прыжке в высоту усилия направлены на обеспечение наибольшей вертикальной скорости.

Шаг на месте в аэробике напоминает естественную ходьбу, но отличается большей четкостью. Стоя на прямой ноге (туловище вертикально), другую сгибая поднять точно вперед (колено ниже горизонтального положения), без сопутствующего движению поворота таза. Стопа поднимаемой ноги находится на уровне верхней трети голени, носок оттянут (т.е. голеностопный сустав согнут).

Каждый полуцикл данного движения состоит из пяти фаз (римские цифры). Фазы отделены друг от друга пятью граничными позами (арабские цифры).

Отрыв стопы правой ноги от опоры;- подседание на левой (опорной) ноге, ее сгибание в коленном суставе;

Начало разгибания левой ноги;- выпрямление левой ноги, ее разгибание в коленном суставе;

Момент, когда правая нога в процессе переноса начала опережать левую;- вынос правой ноги с опорой на всю стопу левой ноги;

Отрыв пятки левой ноги от опоры;- вынос правой ноги с опорой на носок левой ноги;

Постановка правой ноги на опору;- двойная опора, переход опоры с левой ноги на правую.

Мах вперёд выполняется в положении стоя на одной ноге. Амплитуда маха определяется уровнем подготовленности занимающегося, не допускается «хлестообразное» движение и не контролируемое опускание ноги после маха (падение). Минимальной амплитудой в спортивной аэробике можно считать мах выше уровня горизонтали. Для оздоровительного направления аэробики рекомендована амплитуда маха не выше 90°.

Последовательность движений при махе вперёд может быть представлена следующим образом:

Øтолчок правой ногой;

Øвращение бедер;

Øвращение туловища (инициация вращения верхней части тела);

Весьма важно, что все эти движения должны быть скоординированы.

Список литературы

1.Донской Д.Д., Зациорский В.М. Биомеханика: Учебник для институтов физической культуры. - М.: «ФиС», 1979.

2.Дубровский В.И., Федорова В.Н. Биомеханика: Учебник для вузов: М.: «ВЛАДОС-ПРЕСС», 2003.

.Зациорский В.М. Аруин А.С., Селуянов В.Н. Биомеханика двигательного аппарата человека. - М.: «ФиС», 1982.

.Практикум по биомеханике: Учебное пособие для институтов физической культуры // Под ред. И.М. Козлова. - М.: «ФиС», 1980.

.Зациорский В.М., Алешинский С.Ю., Якунин Н.А. Биомеханические основы выносливости. - М.: «ФиС», 1982.

.Коренберг В.Б. Спортивная биомеханика - Малаховка, 1999.

.Уткин В.Л. Биомеханика физических упражнений. - М.: «Просвещение», 1989.

Репетиторство

Нужна помощь по изучению какой-либы темы?

Наши специалисты проконсультируют или окажут репетиторские услуги по интересующей вас тематике.
Отправь заявку с указанием темы прямо сейчас, чтобы узнать о возможности получения консультации.

В третьей лекции по дисциплине "Биомеханика двигательной деятельности" описан биомеханический анализ движений человека Биомеханический анализ движений человека начинается с регистрации и определения различных механических характеристик движущегося или покоящегося тела: кинематических, динамических, энергетических и др. Некоторые из этих характеристик определяются экспериментально, а остальные – расчетным путем.

Лекция 3

Биомеханический анализ движений человека

3.1. Понятие о биомеханическом анализе

Биомеханический анализ движений человека всегда начинается с определения различных характеристик движущегося тела. Этими характеристиками могут быть различные механические характеристики (например, перемещение, скорость, ускорение) и биологические характеристики (сила тяги мышцы, время суммарной электрической активности мышцы). Некоторые из этих характеристик определяются экспериментально, а остальные – расчетным путем. В биомеханике широко используются механические характеристики движущегося тела. Прежде чем перейти к описанию механических характеристик введем ряд понятий, характеризующих механическое движение тел.

3.2. Механическое движение тела

Механическое движение тела – это изменение положения тела в пространстве относительно других тел. Механическое движение является неотъемлемым компонентом функционирования человеческого организма. Чтобы определить положение какого-либо тела в пространстве, прежде всего, нужно выбрать тело отсчета.

Тело отсчета – тело, которое условно считается неподвижным и относительно которого рассматривается движение данного тела.

Выбор тела отсчета определяется соображениями удобства для изучения данного движения. Обычно за тело отсчета принимается тело, неподвижное относительно поверхности Земли.

Система отсчета состоит из тела отсчета, системы координат и часов, синхронно идущих во всех точках пространства.

Физические величины бывают скалярными и векторными .

Векторная величина отображается отрезком прямой со стрелкой на одном конце. Длина отрезка в выбранном масштабе выражает числовое значение векторной величины, а стрелка указывает ее направление. Векторную величину обозначают буквой с черточкой над ней (или стрелкой) или жирным шрифтом. В настоящей лекции векторные величины будут обозначаться жирным шрифтом.

Скалярная величина (от лат. scalaris - ступенчатый) в механике – величина, каждое значение которой может быть выражено одним числом. То есть скалярная величина определяется только своим значением, в отличие от векторной, которая кроме значения имеет направление. К скалярным величинам относятся длина, площадь, время, температура и т. д.

Тело человека – это не материальная точка, а очень сложная биомеханическая система переменной конфигурации. При изучении кинематики движений человека мы можем исследовать движение отдельных точек его тела (например, центров суставов) и производить анализ и оценку их движений с помощью механических характеристик. При изучении движений отдельных звеньев тела человека мы можем вычленить и наблюдать наиболее простые формы движения тела – поступательное и вращательное .

Поступательным движением тела называется такое движение, при котором всякая прямая, проведенная в этом теле, перемещается, оставаясь параллельной самой себе. Поступательное движение не следует смешивать с прямолинейным. При поступательном движении тела траектории его точек могут быть как прямолинейными, так и криволинейными (например, траектория полета ядра или траектория ОЦТ тела человека в полетной фазе бегового шага).

При поступательном движении тела все его точки движутся по одинаковым и параллельно расположенным траекториям и имеют в каждый момент времени равные скорости и равные ускорения. Поэтому поступательное движение тела вполне определяется движением какой-либо его одной точки, а, значит, задача изучения поступательного движения тела сводится к изучению движения любой его точки.

Вращательным движением тела называется такое движение, при котором какие-либо две его точки остаются все время неподвижными. Прямая, проходящая через эти точки, называется осью вращения. Траекторией движения любой точки тела при вращательном движении будет окружность.

3.3. Классификация механических характеристик движений человека

Исследуя движения человека, измеряют количественные показатели механического состояния тела человека или его движения, а также движения звеньев тела, то есть регистрируют механические характеристики движений.

Механические характеристики движений человека – это показатели и соотношения, используемые для количественного описания и анализа двигательной деятельности человека.

Механические характеристики делятся на две группы:

• кинематические (описывают внешнюю картину движений);
• динамические (несут информацию о причинах возникновения и изменения движений, а также показывают, как меняются виды энергии при движениях и происходит сам процесс изменения энергии).

3.4. Кинематические характеристики движений человека

Кинематические характеристики движений человека делятся на следующие группы:

• пространственные,
• временные,
• пространственно-временные.

3.4.1. Пространственные характеристики

• координаты тела;
• перемещение тела;
• траектория тела.

Координаты тела – это пространственная мера местоположения тела относительно системы отсчета.

Положение тела в пространстве может быть описано с помощью декартовых и полярных координат. Для определения положения точки на плоскости в декартовой системе координат достаточно двух линейных координат: x и y , в пространстве – трех: x , y , z .

Перемещение тела (ΔS ) – вектор, соединяющий начальное положение точки (тела) с его конечным положением. При прямолинейном движении перемещение совпадает с траекторией. При криволинейном – не совпадает.

А.В.Самсоновой с соавт. (2016) изучалось влияние "моста" на характеристики движения штанги. Авторами установлено, что «сведение лопаток» позволяет уменьшить значение модуля перемещения штанги из положения "штанга на вытянутых руках" в положение "штанга на груди" на 2,5 см, а «мост» - на 6,7 см. Применение технических приемов позволяет уменьшить механическую работу по подъему штанги массой 144 кг на 43,7 Дж и 88,8 Дж соответственно (рис.3.1)

Рис.3.1. Перемещение штанги из положения "штанга на вытянутых руках" в положение "штанга на груди" (А.В.Самсонова с соавт., 2016)

Траектория тела – это геометрическое место положений движущегося тела в рассматриваемой системе координат.

В тяжелой атлетике одним из критериев мастерства является траектория движения штанги. На рис.3.2 представлены различные варианты траектории штанги. Считается, что ширина «коридора» в котором заключена траектория движения штанги не должна превышать 12 см.

Рис.3.2. Оптимальная (1) и нерациональные (2 и 3) траектории движения штанги при выполнении тяжелоатлетических упражнений.

Путь – физическая величина (скалярная), численно равная длине траектории точки или тела.

3.4.2. Временные характеристики

Временные характеристики раскрывают движение во времени. К временным характеристикам относятся:

• длительность движения,
• темп движений,
• ритм движений.

Длительность движения – это временная мера, которая измеряется разностью моментов времени окончания и начала движения.

Фаза – это часть движения, в течение которой решается самостоятельная двигательная задача.

Например, в беге существуют фаза опоры и фаза полета. Каждая из этих фаз характеризуется определенной длительностью.

Темп движений определяется количеством движений в единицу времени. Эта характеристика определяется для повторных (циклических движений). Темп движений – величина, обратная длительности движений. Чем больше длительность движений, тем ниже темп. При педалировании в максимальном темпе спортсмен выполняет три цикла в секунду, при беге – 2,8 циклов в секунду, при беге на коньках – 1,8 циклов в секунду.

В атлетизме темп выполнения силовых упражнений существенно влияет на гипертрофию скелетных мышц. Установлено, что эксцентрические упражнения, выполняемые в высоком темпе, оказывают большее повреждающее действие на мышцы по сравнению с умеренным темпом. Вследствие этого степень гипертрофии мышц при выполнении силовых упражнений в высоком темпе будет больше.

Ритм движений – временная мера соотношения частей (фаз) движения.

Пример. В беге отношение фазы опоры к фазе полета характеризует ритм движений бегуна. Это отношение называется ритмическим коэффициентом . У детей 5-6 лет ритмический коэффициент равен двум, то есть фаза опоры значительно превышает фазу полета. У взрослых мужчин 20-29 лет этот значение ритмического коэффициента равно 1,4. У сильнейших спринтеров этот показатель равен 0,8.

Во многих видах спорта, например, толкании ядра, барьерном беге ритм является важнейшим критерием технического мастерства спортсмена.

3.4.3. Пространственно-временные характеристики

К пространственно-временным характеристикам относят:

• скорость тела;
• ускорение тела.

Поступательное движение тела

Скорость тела (V ) – это векторная величина, определяющая быстроту и направление изменения положения тела в пространстве с течением времени. Скорость измеряется отношением перемещения (ΔS ) к затраченному времени V = ΔS /Δ t .

В спорте скорость движения человека или снаряда является критерием спортивного мастерства. Существует ряд видов спорта, в которых чем выше скорость перемещения спортсмена, тем выше результат, табл. 3.1.

Таблица 3.1

Ускорение тела (а ) – это вектор, характеризующий быстроту и направление изменения скорости тела.

В атлетизме ускорение штанги регистрируется с помощью специальных датчиков-акселерометров, устанавливаемых на грифе штанги. По данным Н.Б. Кичайкиной, Г.А. Самсонова (2010) максимальное ускорение штанги при подъеме из приседа со штангой массой 90 кг (60% от 1ПМ) составляет 6,0 м/с 2 . Если масса штанги увеличивается до 120 кг (80% от 1 ПМ) значение максимального ускорения штанги снижается до 3,5 м/с 2 .

Можно также определять ускорение движения штанги расчетным путем. В программе Video Motion, предназначенной для атлетизма, рассчитываются: перемещение, скорость и ускорение штанги по данным видеосъемки.

Ускорение может являться одним из критериев спортивного мастерства спортсмена. Способность быстро набирать скорость, то есть развивать большое ускорение, характеризует спортсменов высокой квалификации.

Вращательное движение тела

Мерой изменения положения тела при вращательном движении является угол поворота фи. Чтобы знать положение тела во вращательном движении в любой момент времени, надо знать зависимость угла поворота фи от времени: фи = фи(t).

Данное уравнение выражает закон вращательного движения тела. Основными кинематическими характеристиками вращательного движения тела являются его угловая скорость (ω ) и угловое ускорение (e ) .

При вращательном движении тела разные его точки имеют различные линейные скорости и ускорения. Линейная скорость точки вращающегося тела численно равна произведению угловой скорости на радиус вращения и направлена по касательной к окружности вращения (перпендикулярно радиусу вращения R ): V = ω R .

Таким образом, линейные скорости точек вращающегося тела пропорциональны их расстояниям от оси вращения (чем дальше удалена точка от оси вращения, тем большую линейную скорость она имеет).

Пример. При выполнении гимнастом большого оборота на перекладине линейная скорость точки, расположенной в области тазобедренного сустава составляет 10,8 м/с, а точки, расположенной в области голеностопного сустава – 18,0 м/с.

В таблице 3.2. представлена взаимосвязь кинематических характеристик при поступательном и вращательном движениях тела.

Таблица 3.2. Взаимосвязь показателей при поступательном и вращательном движении тела (Н.Б. Кичайкина, 2000)

3.5. Классификация динамических характеристик движений человека

Скорость движений человека и движимых им тел изменяются под действием сил. Чтобы раскрыть механизм движений (причины их возникновения и направленность их изменений) исследуют динамические характеристики. К ним относятся:

• инерционные характеристики (особенности тела человека и движимых им тел);
• силовые (особенности взаимодействия звеньев тела и других тел);
• энергетические (характеристики состояния систем).

3.5.1. Инерционные характеристики тела

Разные тела изменяют скорость под действием сил по-разному. Это свойство тел называется инертностью.

Инертность – свойство физических тел, от которого зависит величина получаемых ускорений при их взаимодействии.

Инерционные характеристики – это характеристики тела или системы тел. Среди инерционных характеристик различают: массу тела и момент инерции тела .

Масса тела (m ) – мера инертности тела при поступательном движении. Она измеряется отношением величины приложенной силы к вызываемому ею ускорению: m = F / a ,

где: m – масса; F – сила; a – ускорение.

Масса тела зависит от количества вещества, которым обладает тело и характеризует его свойство – как именно приложенная сила может изменить его движение. Одна и та же сила вызовет большее ускорение у тела с меньшей массой, чем у тела с большей массой.

В атлетизме при тренировке спортсмены используют штангу различной массы. Из личного опыта им известно, что придать штанге, имеющей большую массу ускорение значительно сложнее, чем штанге маленькой массы.

В случае вращательного движения мало знать массу тела, важно еще знать распределение масс относительно оси вращения. Например, фигурист при вращении прижимает руки к туловищу, а затем разводит их в стороны. Общая масса системы при этом не изменяется, а распределение масс становится другим, и это сказывается на движении, оно замедляется (Н.Б. Кичайкина, 2000). В механике существует характеристика, определяющая меру инертности тела во вращательном движении – момент инерции тела.

Момент инерции тела (J ) – мера инертности твердого тела при вращательном движении.

Момент инерции зависит от распределения массы относительно оси вращения. Его достаточно легко найти для простых геометрических фигур (шар, цилиндр и др.), но определить его в многозвенной системе тела человека при различных позах непросто.

3.5.2. Силовые характеристики движения тела

Изменение скорости движения тел происходит под действием сил. Другими словами сила является не причиной движения, а причиной изменения движения. Силовые характеристики раскрывают связь действия силы с изменением движений. К силовым характеристикам при поступательном движении относятся:

• сила;
• импульс силы;
• импульс тела (количество движения ).

Сила (F ) – мера механического действия одного тела на другое. Сила определяется формулой: F = ma , где m – масса тела; a – ускорение.

Импульс силы (S ) – мера воздействия силы на тело за промежуток времени. Эта механическая характеристика равна произведению силы на промежуток времени. Импульс силы характеризует площадь под кривой «время – сила» (рис. 3.3).

Рис. 3.3. Импульс силы характеризует площадь под кривой «время-сила» (Р. Энока, 1998)

Значение импульса силы отталкивания не зависит от формы кривой «время-сила», а определяется только площадью под кривой. Зарегистрировать силу давления на опору позволяет методика тензодинамометрии . При этом характер кривой давления на опору зависит от уровня развития скоростно-силовых качеств спортсмена. Спортсмен, обладающий высоким уровнем развития скоростно-силовых качеств мышц ног способен развить высокий уровень силы за короткий промежуток времени.

Импульс тела (количество движения , Q ) – векторная величина, характеризующая его способность передаваться другому телу. Импульс тела определяется по формуле: Q = mV.

Импульс тела имеет то же направление, что и скорость. Если тело покоится, его импульс равен нулю. При взаимодействии тел их импульсы могут быть переданы от одного тела к другому. Например, в результате взаимодействия тела человека с опорой изменяется импульс тела (количество движения тела). Чем больший импульс приобретает тело человека в результате взаимодействия с опорой, тем выше или дальше будет прыжок.

К силовым характеристикам при вращательном движении относятся:

• момент силы;
• импульс момента силы;
• кинетический момент.

Момент силы (М ) – векторная величина, мера механического действия одного тела на другое при вращательном движении. Момент силы определяется по формуле: M = F h , где h – плечо силы.

Плечо силы – перпендикуляр, опущенный из оси вращения на линию действия силы.

Костные звенья в организме человека представляют собой рычаги. При этом результат действия мышцы определяется не столько развиваемой ею силой, сколько моментом силы. Особенностью строения опорно-двигательного аппарата человека является небольшие значения плеч сил тяги мышц. В то же время внешняя сила, например, сила тяжести, имеет большое плечо (рис. 3.4). Поэтому для противодействия большим внешним моментам сил мышцы должны развивать большую силу тяги.

Рис. 3.4. Особенности работы скелетных мышц человека

Момент силы считают положительным, если сила вызывает поворот тела против часовой стрелки, и отрицательным, при повороте тела по часовой стрелке. На рис. 3.4. сила тяжести гантели создает отрицательный момент силы, так как стремится повернуть предплечье в локтевом суставе по часовой стрелке. Сила тяги мышц-сгибателей предплечья создает положительный момент, так как стремится повернуть предплечье в локтевом суставе против часовой стрелки.

Импульс момента силы (S м ) – мера воздействия момента силы относительно данной оси за промежуток времени.

Кинетический момент (К ) &? векторная величина, мера вращательного движения тела, характеризующая его способность передаваться другому телу в виде механического движения. Кинетический момент определяется по формуле: K = J ω .

Кинетический момент при вращательном движении является аналогом импульса тела (количества движения) при поступательном движении.

Пример. При выполнении прыжка в воду после выполнения отталкивания от мостика, кинетический момент тела человека (К ) остается неизменным. Поэтому если уменьшить момент инерции (J ), то есть произвести группировку, увеличивается угловая скорость ω . Перед входом в воду, спортсмен увеличивает момент инерции (выпрямляется), тем самым он уменьшает угловую скорость вращения.

3.6. Энергетические характеристики движений человека

К энергетическим характеристикам относятся:

• работа силы;
• мощность;
• механическая энергия .

Работа силы

Часто надо знать действие силы не во времени, а на каком-то участке пути. Например, при толкании ядра важна длина пути, на котором проявляется финальное усилие. Для характеристики действия, оказываемого силой на тело при некотором его перемещении, вводится понятие работы силы.

Работа силы (А ) – это мера действия силы на некотором участке перемещения тела под действием этой силы. Численно работа силы равна произведению силы на путь.

Работу производит только та сила, которая вызывает изменение скорости по величине. Работа положительна, если тело ускоряет движение.

Работа силы тяжести равна произведению модуля силы на вертикальное перемещение точки ее приложения: А тяж = F тяж h тяж.

Работа силы тяжести не зависит от вида траектории, по которой перемещается точка, а зависит лишь от координат тела.

Пример. Для того, чтобы поднять груз силового тренажера, массой m = 20 кг на высоту h = 0,5 м нужно совершить работу (А ), равную: А= m g h = 20x9,8x0,5 = 100 Дж.

Если этот груз спортсмен поднимает за тренировку 30 раз, то проделанная им работа будет равна: А= 100 х 30= 3000 Дж.

Мощность – физическая величина, численно равная совершенной работе, за промежуток времени: N= A/Δt .

Мощность измеряется в Ваттах. Если работу по поднятию груза тренажера равную 3000 Дж выполнить за 10 минут, мощность работы будет равна 5 Вт: N 10 = 3000/600 = 5 Вт .

Если эту же работу выполнить за 5 минут мощность работы будет составлять: N 5 = 3000/300 = 10 Вт .

Механическая энергия

Механическое состояние тела определяется его координатами и скоростью. В каждом механическом состоянии тело обладает определенным запасом энергии.

Механическая энергия – энергия тела, обусловленная его механическим состоянием.

Когда мы говорим о механической энергии, то представляем себе запас возможной, но еще не совершенной работы. Если тело совершает работу за счет механической энергии, то его механическая энергия уменьшается на величину совершенной работы. Механическую энергию можно передать от одного тела к другому только путем совершения работы. Различают два вида механической энергии: потенциальную и кинетическую.

Потенциальная энергия системы тел – энергия взаимодействия тел системы, обусловленная их взаимным расположением в пространстве.

Потенциальной энергией всегда обладает система тел (по крайней мере двух). Потенциальная энергия тела в поле силы тяжести зависит от расположения тела относительно Земли. Она равна: Е тяж = F тяж h тяж.

Например, штанга массой m=100 кг, поднятая на высоту h = 2 м, обладает потенциальной энергией, равной: Е тяж = m g h = 100 х 9,8 х 2 = 2000 Дж.

Кинетическая энергия тела при поступательном движении – скалярная величина, равная половине произведения массы тела на квадрат его скорости: E= mV 2 /2

Кинетическая энергия при вращательном движении – скалярная величина, равная произведению момента инерции тела на квадрат его угловой скорости: E = J ω 2 / 2.

3 .8. Литература

1. Кичайкина, Н.Б. Кинематика двигательных действий /Н.Б. Кичайкина, И.М. Козлов, Я.К. Коблев, А.В. Самсонова // Биомеханика физических упражнений.– Майкоп: АГУ, 2000.– С. 68-8?2.
2. Кичайкина, Н.Б. Динамика двигательных действий / Н.Б. Кичайкина, И.М. Козлов, Я.К. Коблев, А.В. Самсонова // Биомеханика физических упражнений.– Майкоп: АГУ, 2000.– С. 83-100.
3. Кичайкина, Н.Б. Оценка техники приседания со штангой на плечах в пауэрлифтинге с точки зрения мышечного обеспечения движения // Н.Б. Кичайкина, Г.А. Самсонов // Труды кафедры биомеханики. Сборник статей.– НГУ им. П.Ф. Лесememгафта, СПб, 2010.– С. 79-103.
4. Козлов, И.М. Взаимосвязь темпа и ритма биомеханической структуры спортивных движений / И.М.Козлов, А.В.Самсонова, В.Н. Томилов // Теория и практика физической культуры, 2003.- № 2.– С.10-13
5. Самсонова, А.В. Влияние технических приемов "сведение лопаток" и "мост" на механические характеристики движения штанги при выполнении жима штанги лежа / А.В. Самсонова, Г.П. Виноградов, Ф.Е. Захаров, А.Н. Ночкин // Ученые записки университета имени П.Ф. Лесгафта, 2016.- №8 (138).- С.181-186.
6. Фролов, В.И. Расшифровка и анализ кинематических и динамических параметров техники движения атлета и штанги / В.И. Фролов. – М.: ГЦОЛИФК, 1980.– 17 с.
7. Энока, Р. Основы кинезиологии /Р. Энока.– Киев: Олимпийская литература, 1998.– 399 с.
8. Harman, E. Biomechanics of Resistance Exercise / E. Harman In. Essentials of Strength training and Conditions.– 3 ed. Human Kinetics, 2008.– P.65-92.

Наблюдения показывают, что одним из эффективных технических приемов, от которого непосредственно зависит успех поединка, является прямой удар правой.

Проведенный анализ методической и научной литературы показал значительные различия во взглядах авторов на технику приема, что побудило обратиться к этой проблеме. Следует отметить, что изучение координационной структуры единого технического приема «прямой удар» проводилось впервые.

Целью настоящей работы является определение оптимальной структуры ударного движения прямого удара правой в голову с применением современных методов исследования: динамографии, специальной киносъемки, киноциклографии и математической обработки экспериментальных данных.

При обработке кинограммного материала использован метод хронографии (рис. 2,3) с учетом направления движения осей суставов при выполнении ударного движения с установками на силу (F ), быстроту (V ) и комбинированной (FV ).

Каждый уровень значимости на графиках равен времени стояния одного кадра – 0,042 сек. Для приведения попыток к одному масштабу конец ударного движения принят за ноль, а в каждой хронограмме по оси абсцисс отложены в левую сторону со знаком минус уровни считанного движения. Во всех попытках получились хронограммы, неодинаковые по длительности. С целью получения одной хронограммы со средним показанием времени установки все три попытки рассчитали по правилам математической статистики.

При анализе хронограммы ударного движения видно, что она распадается на три части. Первую часть составляет движение поворота туловища вокруг вертикальной оси с одновременным приседанием (сгибанием ног).

Это движение продолжается 0,12 сек. И занимает уровни от 8-го до 5-го (установка на силу). Точка оси тазобедренного сустава при этом движении стремится вниз, что характеризует указанное приседание. Рассматривая ударное движение с установкой F , можно также сделать заключение о том, что первая часть общего ударного движения от 4-го до 5-го уровня имеет ту же задачу, хотя длится по времени значительно меньше (0,042 сек.). Точка оси тазобедренного сустава движется также вниз, что указывает на понижение общего центра тяжести. Аналогичная картина наблюдается и при движении ч установкой FV : тенденция поворота с одновременным опусканием общего центра тяжести за счет сгибания ног проявляется достаточно четко. Таким образом, первым составным элементом ударного движения можно считать движение поворота с одновременным приседанием.

Второй составной частью общего ударного движения — является активная работа сзади стоящей ноги в процессе отталкивания от опоры с одновременным продвижением тела вперед.

Так, при установке F эта часть движения занимает 0,08 сек., при установке V – 0,042 сек., при установке FV – 0,042 сек. Рассматривая направление движения оси голеностопного сустава можно видеть, что при всех трех установках выражено направления вперед-вверх, которое осуществляется за счет разгибания стопы и движения голеностопного сустава от опоры, что указывает на толчок ногой от опоры при ее выпрямлению Таким образом, второй частью ударного движения после поворота является толчок ногой от опоры с целью продвижения тела вперед.

Третьей составной частью общего ударного движения является выполнение непосредственно удара бьющей рукой (в нашем исследовании правой).

Это движение длится при установке F -0,21 сек., при установке V – 0,165 сек., при установке FV – 0,165 сек. Направление изображающей точки m (лучезапястный сустав) во всех трех установках ударного движения однотипно – вперед.

Таким образом, третьей составной частью общего ударного движения является непосредственно выполнение удара бьющей рукой.

При анализе хронограмм боксеров можно видеть те же закономерности разложения ударного движения на три составные части. Однако если движение осей суставов имеют одинаковую направленность, то временные отношения частей движения несколько различны (рис. 3). По-видимому, это свидетельствует о различной исполнителей, о чем будет идти речь ниже.

Из анализа хронограммы можно установить последовательность частей движения при выполнении общего ударного движения. Ограничимся рассмотрением лишь хронограммы , полагая, что их техническое мастерство является более совершенным по сравнению с и, следовательно, в данном исследовании может служить образцом для остальных. Следует подчеркнуть, что технику не принимается за эталон, а считается более совершенной лишь в настоящем частном исследовании.

При различных установках первоначально осуществляется движение поворота, которое имеет различные показатели времени в зависимости от поставленной задачи. Толчок ногой от опоры производится по окончании поворота. Ударное движение осуществляется одновременно с движением толчка после поворота и подседа.

Следовательно, последовательность выглядит так:

а) поворот с подседом;

б) толчок ногой от опоры и одновременно удар бьющей рукой.

Структура движения при ударе, как видно из хронограммы, имеет различие в связи с поставленными задачами. Эти задачи, как было описано выше, связаны с различными установками. Рассмотрим, в чем проявляются различия в установках боксера (см. таблицу).

Как видно из представленной таблицы, установка влияет на силу соударения руки с целью и общее время ударного движения.Рассматривая средние величины этих показателей, можно обнаружить следующую тенденцию при реализации ударного движения с различными установками:

а) при установке F сила удара наивысшая (91,5 усл. ед.), но наибольшее значение имеет время ударного движения (0,40 сек.). Следовательно, в этом проявляется известный закон Хилла: при выигрыше в силе происходит проигрыш в быстроте движения;

б) при установке V сила удара наименьшая (47,5 усл. ед.), но и время ударного движения также наименьшее (0,27 сек.). Уменьшение показателя силы дает выигрыш в быстроте совершения удара;

в) при установке FV сила удара (67,5 усл. ед.), время ударного движения (0,35 сек.) занимают некоторое среднее промежуточное положение. В этом случае происходит проигрыш в силе по сравнению с установкой F , но одновременно наблюдается выигрыш в быстроте ударного движения.

Оценивая параметры ударных движений с различными установками, можно сделать вывод, что оптимальным вариантом установки является FV , позволяющая в боевой обстановке наносить удары с относительно большим показателем силы в требующиеся отрезки времени, то есть с относительно большой быстротой.

Приведем данные сравнительного анализа структуры данного движения (рис. 4) мастеров спорта и перворазрядников.

При установке удара на силу боксеры первоначально совершают поворот с подседанием. Однако длительность этого поворота у боксеров различна. Так, если выполняет поворот в среднем за 0,12 сек., то – за 0,29 сек. С одной стороны, более длительное движение поворота является положительным. С другой стороны, это явление имеет отрицательный эффект, так как в боевой обстановке, характеризующейся жестким лимитом времени, демаскирует ударное движение и позволяет противнику нейтрализовать его защитными действиями.

Вторую часть движения – толчок ногой – мастер спорта осуществляет последовательно за движением поворота за 0,08 сек. Перворазрядник выполняет аналогичное движение более длительно по времени (0,165), начиная его на фоне поворота. Это обстоятельство можно оценить следующим образом. Толчок ногой должен осуществляться энергично, но в короткое время, позволяющее уложить ударное движение в жесткие отрезки времени боевой обстановки. В этой связи толчковое движение перворазрядника вряд ли можно признать целесообразным, особенно факт наслаивания движения толчка на движение поворота, так как в этом случае происходит разложение действующих сил и эффект накопления общего количества движения минимален.

Непосредственно удар бьющей руки по форме однотипен у боксеров, однако это движение осуществляет более длительно (0,21-0,165). Приложение силы в больший отрезок времени (иными словами, на большем пути) по законам механики создает больший ударный импульс. В этой связи следует признать более целесообразным выполнение собственно удара мастером спорта. Оценивая общие параметры ударного движения, можно указать, что сила удара обоих боксеров примерно одинакова, но время ударного движения мастера спорта значительно меньше (на 28 %), что свидетельствует о большей эффективности его действий в боевой обстановке. Таким образом, при установке на силу необходимо движение максимальной силы удара при сохранении оптимальной быстроты может служить наличие выгодной структуры ударного движения, приближающейся к описанной структуре.

При установке на быстроту боксеры первоначально выполняют движение поворота с подседанием. Однако если выполняет это движение энергично и быстро (0,042 сек.), то это движение выполняет относительно медленно (0,165 сек.). Остальные части движения (толчок и собственно удар) обоими спортсменами выполняются однотипно по форме и в одинаковые отрезки времени.

Рассматривая параметры общего ударного движения, можно установить, что сила удара у перворазрядника больше на 20 %, а время удара – на 36 %. Следовательно, нанесение быстрого удара мастером спорта выполняется эффективнее, а структура его движения является более оптимальной. Таким образом, длительный поворот с приседанием, присущий боксеру более низкой , указывает на недостатки в технике ударного движения. Надо полагать, что оптимальной структурой являются энергичные и быстрые движения поворота и толчка, позволяющие в боевой обстановке нанести «противнику» несильный, но точный и быстрый удар (типа «разведки»).

Анализ структуры при выполнении установки FV показывает следующее: оба боксера первоначально выполняют движение поворота с подседанием. Однако мастер спорта это движение выполняет за 0,12 сек., а перворазрядник – за 0,25 сек. В этом случае достигается более высокий показатель ударной силы (77 усл. ед. против 58 усл. ед.), но одновременно происходит потеря времени (на 31%). Движение толчка у перворазрядника аналогично структуре при установке удара на силу. В то же время движение поворота у мастера спорта аналогично ударному движению с установкой на быстроту и длится 0,042 сек. Следовательно, движение толчка у мастера спорта является более оптимальным, ударное движение у обоих спортсменов аналогично и длится 0,165 сек. Оценивая общую структуру движения установки FV боксеров различной квалификации, можно сделать следующее заключение.

У квалифицированного боксера задача создания оптимального импульса силы решается путем введения движения поворота с подседанием, аналогично установке F по времени и направлению. Задача создания оптимальной быстроты ударного движения решается введением в структуру движения поворота и собственно удара, аналогичных структуре при установке V . Это комбинирование частей движения при реализации установки FV создает оптимальную структуру ударного движения при оптимальной силе удара и оптимальной быстроте движения.

Менее квалифицированный боксер задачу создания оптимальной силы удара решает введением в структуру движения поворота и движения толчка, аналогичных структуре при установке F , незначительно уменьшая длительность этих движения. Ударные движения во всех случаях однозначны. Следовательно, никакого комбинирования частями движения в общей структуре удара боксерами низкой не производится, а лишь избирательно несколько сокращается их длительность.

Обобщая данные анализа, можно установить некоторые принципы, которые возможно применить в учебно-тренировочной работе.

1. Учитывая наличие трех частей движения в общей структуре удара, целесообразно применять расчлененный метод обучения и совершенствования при сохранении следующей последовательности:
   1. обучение или совершенствование движения поворота с подседанием;
   2. обучение или совершенствование движения толчка ногой от опоры с одновременным ударным движением руки к цели;
   3. обучение или совершенствование целесообразной структуры ударного движения как связанных между собой в единый прием частей этого движения.
2. Следует вводить установки удара на силу, быстроту и силу – быстроту.
3. Целесообразно четко комбинировать частями движения при реализации установки на силу-быстроту.
4. Необходимо сокращать время поворота и подседания при ударном движении с максимальной быстротой.

Биомеханика-наука, изучающая различные аспекты функционирования биологических тканей, органов и систем на основе методов теоретической и экспериментальной механики. Роль биомеханических исследований в реабилитации больных с двигательными нарушениями определяется тем, что эти исследования позволяют существенно расширить представления о характере и степени поражения опорно-двигательного аппарата, обеспечить объективный контроль за пррцессами восстановления.
Формально гониометрия и динамо-метрия, описанные в разделе 2.2.1, также относятся к методам биомеханики; эти методы позволяют регистрировать какой-то один параметр движения (угол, силу), их применение доступно любому реабилитологу и не требует наличия в реабилитационном учреждении биомеханической лаборатории и специально обученного персонала. Чаще все же под биомеханическим обследованием подразумевают более сложное, комплексное изучение функций, требующее специальной аппаратуры и программных комплексов. Такое обследование является достаточно дорогостоящим, оно обычно проводится в крупных реабилитационный центрах, оснащенных современной аппаратурой и нередко выполняющих не только практические, но и научно-исследовательские функции. Применительно к больным с локомоторными нарушениями наиболее часто проводятся биомеханические исследования, касающиеся походки, поддержания вертикальной позы, оценки деформации позвоночника.

2.4.3.1. Исследование походки

Ходьба человека является сложным, произвольным актом, в котором задействованы различные уровни нервной системы, мышцы, связки, костно-суставной аппарат. Характер походки определяют шесть основных детерминант, к которым относятся :
1. Вращение таза.
2. Наклон таза (движение Тренделенбурга).
3. Сгибание в коленном суставе при опорном периоде.
4. Механизм флексии и экстензии голеностопного сустава.
5. Ротация коленного, голеностопного суставов.
6. Латеральное расположение таза.
В норме организация ходьбы обеспечивает наиболее плавное движение общего центра тяжести тела. Так, 1-4 и 6-я детерминанты направлены на ограничение вертикальных перемещений (ускорений) общего центра тяжести. Пятая детерминанта направлена на уменьшение боковых перемещений общего центра тяжести. При патологии опорно-двигательного аппарата либо нервной системы очень часто наблюдаются нарушения походки [Фарбер Б.С. и соавт. 1995, Скворцов Д.В., 1996, Корнилов и соавт. 1997, Gage J.R. 1991].
При биомеханическом анализе походки используют следующие понятия (рис. 2.48):
Цикл шага - время от начала контакта с опорой данной ноги до следующего такого же контакта этой же ногой. Цикл шага для данной ноги состоит из периода опоры и периода переноса.
Период переноса - время отсутствия контакта ноги с опорной плоскостью.
Двуопорный период - время, когда обе ноги касаются опорной плоскости.
Частота шага - число единичных шагов в единицу времени.
Применение данных понятий подразумевает, что цикл шага незначительно меняется в течение обследования [Янсон Х.Я., 1975, Smidt C.L., 1985, Perry J., 1992].
Оценку походки у больного необходимо начинать с полного клинического анамнеза, собранного у пациента, а также с расспроса родственников и ухаживающего персонала. Далее следует детальный осмотр больного. При этом особое внимание следует обратить на состояние мышц, подвижность суставов, целостность скелета. Затем выполняется биомеханический анализ походки.
В зависимости от степени патологического процесса, конкретных задач обследования и, наконец, от наличия специальных технических средств для оценки характера походки, анализ может проводится с привлечением специального оборудования или без него.
Следующим этапом является формирование гипотезы о причинах, вызывающих аномальную походку. Проверка гипотезы может потребовать использования иных методов физиологических исследований, например, игольчатой электромиографии или ортостатической пробы. В ряде случаев эффективной бывает попытка модифицировать походку обследуемого. С этой целью можно использовать специальную ортопедическую обувь или ортезы.

Проведение анализа походки без привлечения специальных технических средств включает визуальное изучение ходьбы пациента (15-20 шагов). Следует обратить внимание на длину шага, ширину постановки стоп, движения рук и корпуса обследуемого. Необходимо выяснить как быстро утомляется пациент при длительной ходьбе, возникают ли у него болевые ощущения, места их локализации.
Результатом такого анализа может быть словесное описание характера ходьбы и оценка его по трехбальной системе:
1) нормальная;
2) удовлетворительная;
3) неудовлетворительная.
Ниже дана визуальная характеристика походки при некоторых видах поражения опорно-двигательного аппарата.
Гемиплегия после инсульта или черепно-мозговой травмы характеризуется отведением паретичной ноги в сторону, паретичная рука согнута в локте и приведена к туловищу. Двустороннее поражение пирамидной системы (например, при рассеянном склерозе) приводит к тому, что больной ходит мелкими шагами, с трудом отрывая ноги от пола и задевая его пальцами стоп. Поражения мозжечка приводят к резкому отклонению туловиша назад при каждом шаге. Парез малоберцовой группы мышц приводит к высокому поднятию пораженной ноги при ходьбе, ее резкому выбрасыванию вперед, шлепанью стопой по опорной поверхности. Парез мышц тазового пояса (например, при миопатии или последствиях полиомиелита) характеризуется так называемой «утиной» походкой. Корпус при этом совершает значительные колебания во фронтальной плоскости.
Проведение количественного анализа походки требует привлечения специального оборудования. Такие обследования, как правило, проводятся в специальных лабораториях . Надо отметить, что в последние годы разрабатывается все больше относительно дешевых компьютеризованных комплексов, которые позволяют быстро зарегистрировать и обработать большое количество параметров, характеризующих качество ходьбы.
В этом случае анализ походки включает:
а) кинематическое изучение движений конечностей корпуса и головы,
б) анализ сил реакции опоры и изучение характера давления различных участков стопы при ходьбе,
в) определение внутрисуставных и мышечных сил в различных моментах цикла шага.
Кинематическое изучение движений включает регистрацию и анализ перемещения, скорости, ускорения, резкости различных участков тела (голени, бедра, стопы, таза, плечевого пояса, головы) в трех плоскостях. При этом обычно движения конкретных сегментов ассоциируют с движениями конкретных точек. Для регистрации кинематических параметров используют специальные видеосистемы, которые при помощи нескольких видеокамер регистрируют различные моменты движений. Движения суставов могут регистрироваться также при помощи гониометров, укрепленных на суставах конечностей или акселерометров, установленных на нижних или верхних конечностях, голове. На рис. 2.49 приведены графики движения в суставах нижней конечности при ходьбе.
Ниже приведены некоторые термины, используемые при кинематическом анализе походки.
Гониометрия - регистрация угловых движений в суставах конечностей.

Ихнография - регистрация и анализ пространственных характеристик ходьбы. При обследовании для каждой ноги определяют длину шага, угол разворота стоп, ширину шага.
Подография - методика регистрации и анализа временных характеристик шага. Обычно используют методику регистрации нескольких независимых параметров, характеризующих ходьбу: время начала пяточного контакта правой ноги, время начала носочного контакта правой ноги, время окончания пяточного контакта правой ноги, время окончания носочного контакта правой ноги, время переноса правой ноги (нога не касается опоры). Для левой нога определят аналогичные величины. Также регистрируют время, характеризующее разницу между аналогичными моментами контакта стоп правой и левой ноги. Если цикл шага не значительно меняется в течении обследования, определяют цикл шага, период переноса, двуопорный период, цикл шага, частоту шага.
Анализ сил реакций опоры осуществляют при помощи специальных силовых платформ, вмонтированных в пол, на которые обследуемый наступает при ходьбе. Различают продольную, поперечную и вертикальную составляющие реакции опоры для каждой ноги. Характер давления различных участков стопы изучают при помощи специальных стелек, снабженных барорецепторами. Стельки устанавливают в обувь обследуемого. Информация о давлении на рецепторы передается на персональный компьютер и обрабатывается по специальному алгоритму.
Определение внутрисуставных сил происходит на основе решения обратной задачи механики. Математически решаются уравнения, связывающие массинерционные параметры сегментов тела, реакции опоры и силы, возникающие на іраницах суставных поверхностей. Мышечные усилия вычисляются аналогичным образом.

В таблице 2.9 приведены некоторые аномалии походки, выявляемые с помощью биомеханического обследования, с указанием возможных причин их возникновения.

Таблица 2.9
Общие аномалии походки, их возможные причины и диагностические доказательства по Winter, 1985)

Наблюдаемая аномалия	Возможные причины	Диагностические (биомеханические и электромиографические) доказательства
Шлепок стопы при пяточном контакте	Снижение по сравнению с нормой тыльно-сгибательной активности при пяточном контакте	Ниже нормы ЭМГ-активность передней бопьшеберцовой мышцы или тыльно- сгибательный момент при пяточном контакте
Начальный контакт передним отделом или опущенной стопой	а. Гиперактивное подошвенно-сгибательное действие в позднем переносе б. Структуральные ограничения подвижности в голеностопном суставе в. Короткая длина шага.	а. Выше нормы ЭМГ подошвенных сгибателей стопы в позднем переносе б. Уменьшение амплитуды тыльного сгибания в. См. а,б,в,г ниже
Короткая длина шага	а. Слабый толчок перед переносом б. Слабые сгибатели тазобедренного сустава во время отрыва носка и начального переноса в. Чрезмерное замедление конечности в позднем переносе г. Выше нормы контрлатеральная активность разгибателей бедра во время контрлатеральной опоры	а. Ниже нормы подошвенно-сгибательный момент или генерация мощности или ЭМГ во время толчка б. Ниже нормы момент сгибателей бедра или ЭМГ или мощность во время позднего толчка и начального переноса в. Ниже нормы ЭМГ ишио-круральных мышц или сгибательный момент колена или потребление мощности в конце переноса г. Гиперактивность на ЭМГ контрлатеральных разгибателей бедра
Выше нормы разгибательная активность коленного, голеностопного или тазобедренного суставов в начале опорной фазы	Выше нормы ЭМГ-активность или моменты разгибателей бедра, разгибателей коленного сустава или подошвенных флексоров в начале опоры
Опорная фаза с согнутым, но ригидным коленным суставом	Выше нормы разгибательная активность в начальной и срединной опоре в голеностопном и тазобедренном суставах, но снижение разгибательной активности коленного сустава	Выше нормы ЭМГ-активность или моменты разгибателей бедра и подошвенных сгибателей в раннюю и срединную опору
Слабый толчок в сочетании с подтягиванием	Слабая подошвенная сгибательная активность во время толчка, нормальная или выше нормальной активность сгибателей бедра во время позднего толчка и раннего переноса	Ниже нормы ЭМГ подошвенных флексоров, момент или мощность во время толчка. Нормальная или выше нормальной ЭМГ сгибателей бедра или момент мощности во время позднего толчка и раннего переноса
Приподнимание бедра при переносе (с циркумдукцией нижней части конечности или без нее)	а. Слабая тыльно-сгибательная активность тазобедренного, коленного или голеностопного суставов во время переноса б. Сверхактивная разгибательная синергия во время переноса	а. Ниже нормы ЭМГ передней большеберцовой мышцы или сгибателей тазобедренного или коленного сустава во время переноса б. Выше нормы ЭМГ разгибателей тазобедренного или коленного суставов или момент
«Утиная» походка	а. Слабые приводящие мышцы бедра б. Гиперактивность приводящих мышц бедра	а. Ниже нормы ЭМГ отводящих мышц бедра, малой и средней ягодичных, напрягателя широкой фасции б. Выше нормы ЭМГ приводящих мышц бедра, длинной, большой и короткой приводящих мышц и нежной мышцы

2.4.3.1. Исследование устойчивости вертикальной позы

Под вертикальной позой понимают такое положение тела человека в пространстве, при котором взаимодействие его с опорной поверхностью под действием силы гравитации осуществляется лишь посредством нижних конечностей. Под устойчивостью вертикальной позы понимают способность человека противостоять возмущениям. Позу считают устойчивой, если при малых возмущениях отклонения от состояния равновесия тоже малы.
Поддержание вертикальной позы есть результат взаимодействия многих процессов, объединенных в единую функциональную систему, где доминирующая и регулирующая роль принадлежит центральной нервной системе, а исполнительная - опорно-двигательной системы (ОДС)[Анохин П.К., 1964]. Способность поддерживать вертикальное положение является поэтому" одним из важнейших показателей, определяющих функциональное состояние ОДС. Изучение этой способности позволяет количественно оценивать компенсаторные явления при травмах и заболеваниях ОДС; в том случае когда пациент не может ходить без дополнительной опоры, оценка устойчивости вертикальной позы остается фактически единственным исследованием, позволяющим делать количественные заключения о функциональном состоянии ОДС пациента, а иногда и содействовать в проведении экспертизы трудоспособности [Гурфинкель B.C., 1961].
Существует два подхода к оценке устойчивости вертикальной (ортоградной) позы. Первый основан на анализе динамических уравнений, описывающих ее конкретную модель. Однако практическое использование результатов модельных представлений в повседневной медицинской практике затруднено. Это связано с тем, что с биомеханической точки зрения тело стоящего человека предстаатяет собой многозвенный перевернутый маятник. Устойчивость его обеспечивается активным действием мускулатуры, управляемой центральными и рефлекторными механизмами. Число степеней свободы такой системы велико, а количественные параметры ее претерпевают значительные изменения как у одного, так и у различных людей, особенно при патологии.
Второй подход предполагает изучение с помощью специальных устройств определенных параметров, характеризующих процесс стояния, и анализ их изменения при внешних и внутренних воздействиях на человека [Гурфинкель B.C. и соавт., 1965,Фельдман А.Г., 1979]. Этот подход лежит в основе методик стабилографии, кефалографии и др.
Методика стабилографии впервые была описана в 1952 году Е.Б.Бабским и коллегами. Эта методика заключается в регистрации и анализе параметров, характеризующих движение горизонтальной проекции общего центра массы (ОЦМ) стоящего человека. Тело стоящего человека непрерывно совершает колебательные движения. Одним из первых их исследовал Romberg М.Н. в 1851 г., он же первый обратил внимание на различие колебаний тела здорового человека и неврологических больных. Движения тела при поддержании вертикальной позы отражают различные механизмы управления мышечной активностью. Основным параметром, по которому происходит регуляция мышечной активности, является перемещение общего центра массы человека. Стабилизация положения ОЦМ осуществляется за счет стабилизации корпуса, которая, в свою очередь, обеспечивается на основе переработки информации о положении и перемещении его в пространстве . Получение такой информации обеспечивается зрительным, вестибулярным, проприоцептивным аппаратами.
Для регистрации движения ОЦМ используется специальное устройство - стабилограф. Он состоит из опорной платформы, закрепленной на основании посредством чувствительных элементов. При обследовании испытуемый стоит на опорной платформе, при этом чувствительные элементы регистрируют опорные реакции ног человека. Следует отметить, что чувствительные элементы регистрируют не перемещение ОЦМ, а более сложную характеристику его движения [Гурфинкель Е.В., 1974]. Так, в натуральной стабилограмме низкочастотный сигнал описывает перемещение ОЦМ, а высокочастотные составляющие отражают ускорение ОЦМ. В связи с этим стабилографы могут давать ошибку в измерении перемещения в горизонтальной проекции ОЦМ, которую нужно учитывать для каждого конкретного аппарата во избежании неправильного толкования результатов обследования.
Существует много моделей стабилографов. Серийно их выпускают фирмы KISTLER, BERTEC, ANIMA, АМП, ОКБ Ритм. На рис. 2.50 показана внешний вид компьютеризированного стабилографа. Обычно определяют следующие характеристики стабилограммы: средний модуль

перемещения ОЦМ, амплитуда и средняя амплитуда этого перемещения. Исследуют также диапазон колебаний ОЦМ, который в норме довольно широк. На стабилограмме выделяются следующие колебания ОЦМ: (1) медленные колебания с частотой 1-3 колебание в минуту и амплитудой более 10 мм; (2) основные колебания с частотой 23-25 в минуту и амплитудой 3,3-3,5 мм; (3) малые колебания с частотой 33-35 в минуту и амплитудой до 1 мм; (4)очень медленные колебания частотой 4-5 в час. [Агаян Г.Ц., 1979, 1981, 1989; Гурфинкель B.C. и соавт., 1961].
Г.Ц.Агаян для опенки стабилограммы, кроме того, применял метод интегральных оценок и определял динамические характеристики вектора, описывающего движения ОЦМ (более точно - опорных реакций) - годографический метод. С развитием технической базы для обработки и анализа результатов стабилографического обследования все шире применяются спектральные методы.
Методика стабилографии на данный момент несомненно является наиболее распространенной и популярной методикой, используемой при изучении вертикальной позы. Это прежде всею объясняется тем, что стабилограмма является интегративным показателем, характеризующим устойчивость вертикальной позы. Однако, фактически одно и то же движение ОЦМ человека может быть реализовано при различных колебаниях частей его тела. Поэтому используют также методы регистрации движений различных частей тела, направленных на поддержание вертикальной позы.
Методика кефалографии - запись и анализ движений головы при стоянии; подробно описана Ю.М.Уфляндом . Кефалограф его конструкции позволяет вести одновременную запись колебаний головы во фронтальной и сагиттальной плоскостях. S.Gomez, D.Lush 11990] предложили модифицированную методику, при которой движение головы регистрируется посредством кардановой передачи и джойстика микрокомпьютера. Программно вычисляется среднее направление колебаний и их скорость, строится трехмерная диаграмма вероятности нахождения головы в зонах горизонтальной плоскости.
Следует учитывать, что укрепление к голове различных регистраторов в значительной степени нарушает естественность состояния, а движения головы относительно туловища искажают истинную картину колебаний корпуса, направленных на поддержание вертикальной позы. Регистрация движений корпуса поэтому считается более информативным способом определения устойчивости вертикальной позы (в сравнении с кефалографией).
Регистрация движений корпуса человека при стоянии осуществляется с помощью пьезоакселерометров ПАМТ [Антонец В.А. и соавт., 1986], установленных на дорсальной поверхности крестца (методика аксемрометрической стабилографии, рис. 2.51). Эта методика имеет ряд модификаций и довольно широко применяется в клиничєской практике [Смирнов Г.В., 1992].
С развитием научно-технического прогресса появились сложные стерео-кинометрические установки для регистрации движений человека, например, ELITE, SELSPOT,OXFORD METRIC. Их работа основана на регистрации движения специальных маркеров, установленных на теле человека при помощи нескольких скоростных кинокамер. При этом полученные данные обрабатываются компьютером.
Широко применяются методы определения устойчивости, в которых на человека действуют внешние возмущения. Это могут быть колебания или

движения опорной поверхности, силовые воздействия на корпус обследуемого, вибрационная стимуляция мышц, раздражение зрительного и вестибулярного анализатора. Так, комплексы Equitest u Balans Master (фирма NeuroCom Int) содержат стабилограф с подвижным основанием и систему визуальной стимуляции. Обследование на этих комплексах позволяет оценить работу зрительного, вестибулярного, проприоцептивного аппарата в процессе поддержания позы.
Различные изменения в зрительном пространстве вызывают уменьшение устойчивости стояния и даже могут вызвать падение обследуемого. Закрывание глаз здорового обследуемого приводит к увеличению спектральной мощности фронтальных и сагиттальных колебаний стабилограммы и сдвигу ее максимума с 0,2 Гц на 0,6 Гц.
Изменения в вестибулярном аппарате также значительно нарушают обеспечение вертикальной позы и проявляются в изменении характера стабилограммы и движений корпуса, направленных на поддержание вертикальной позы.
В обеспечении вертикального равновесия человека существенную роль играют различные синергии. Выявлены синфазные с дыхательными движениями колебания в шейном отделе позвоночника, коленном, тазобедренном суставах. Поэтому дыхательные экскурсии, несомненно связанные с перемещением массы, фактически не влияют на стабилограмму. Различные заболевания могут приводить к разрушению дыхательной синергии. Так, например, у больных с опухолью задней черепной ямки движения в тазобедренном и «туловищном» суставах уже не являются противофазными, как у здоровых людей. Необходимо отметить что у любого индивидуума в определенных условиях существуют характерные синергии, обеспечивающие ортоградную позу [Эльнер AM., 1975, Smirgov G, 1992].
Часто одним из первых признаков заболевания является нарушение нормальной симметрии функциональных параметров организма. Наличие же компенсаторных явлений и эффективность лечебных мероприятий можно оценить по уменьшению асимметрии [Брагина Н.Н., Доброхотова Т.А., 1988, Гринштейн Е.Я., 1985].
Для описания индивидуальности в поддержании ортоградной позы используется понятие - «индивидуальный профиль устойчивости вертикальной позы» [Смирнов Г.В.1994]. Индивидуальный профиль устойчивости представляет собой соотношение основных биомеханических параметров, характеризующих поддержание вертикальной позы на момент обследования.
Для описания общих закономерностей в обеспечении устойчивости вертикальной позы различных контингентов обследуемых (клинически здоровых людей, больных с определенным видом патологии) применяют понятие «групповой профиль устойчивости вертикальной позы». Групповой профиль устойчивости здоровых имеет следующие особенности:
При двуопорном стоянии средний модуль перемещения горизонтальной проекции ОЦМ во фронтальном направлении больше в 1,5 раза, чем в сагиттальном, средний модуль ускорения горизонтальной проекции ОЦМ во фронтальном направлении незначительно больше, чем в сагиттальном. Средний модуль перемещения крестца во фронтальном и сагиттальном направлениях больше в 2 раза, чем перемещение ОЦМ. Средний модуль перемещения крестца во фронтальном направлении больше в 1,3 раза, чем в сагиттальном. Средний модуль ускорения крестца в сагиттальном и фронтальном направлениях больше в 5-6 раз, чем ускорение ОЦМ. Выявлена высокая симметричность опороспособности ног при двуопорном стоянии (коэффициент асимметрии близок к 1).
При одноопорном стоянии средний модуль перемещения и ускорения горизонтальной поверхности ОЦМ в сагиттальном направлении незначительно больше, чем во фронтальном. Асимметрия нижних конечностей при стабилографических обследованиях незначительна (по перемещению во фронтальном направлении - 1,35, сагиттальном - 1,15, по ускорению соответственно 1,20 и 1,25). Коэффициенты асимметрии перемещений крестца при одноопорном стоянии во фронтальном направлении 1,5, сагиттальном 1,7. Средний модуль ускорения области крестца во фронтальном и сагиттальном направлениях не различаются. Коэффициенты их асимметрии при стоянии на одной ноге по сравнению с величиной при стоянии на другой ноге составляют 1,3.
В спектре ускорения области дорсальной поверхности крестца при двуопорном стоянии можно выделить три характерные области. Первая область доходит до 3 Гц: в ней сосредоточено 1/3 мощности спектра, в области от 3 Гц до 12 Гц - 1/2 мощности. В области выше 12 Гц - 1/6 мощности. В целом мощность спектра в сагиттальном направлении меньше, чем во фронтальном. При одноопорном стоянии распределение мощности по диапазонам сохраняется, однако, в целом, увеличитается мощность спектра ускорения в сагиттальном направлении. Коэффициенты асимметрии при одноопорном стоянии 1,2-1,4. Максимальные амплитуды спектра в различных диапазонах имеют большую вариабельность как при двуопорном, так и при одноопорном стоянии, поэтому их величина не может служить диагностическим признаком.
Патология опорно-двигательного аппарата могут существенно влиять на характер поддержания вертикальной позы; конкретные данные будут представлены при рассмотрении отдельных заболеваний (часть 2-я).

2.4.3.1. Топографическая оценка деформаций позвоночника

Для выявления различных деформаций позвоночника применяется топография спины - оптический метод измерения формы поверхности спины. К основным достоинствам метода относятся абсолютная безвредность, возможность получения количественных объективных данных, представленных в наглядной форме. В настоящее время выпускаются различные топографические системы [Тсгпег-Smith A.R., 1983; Drerup В., Hierholzer Е., 1994; Vatagai Т., Idesawa М., 1981]. В нашей стране наибольшее распространение получила система КОМОТ, разработанная в Новосибирском НИИ травматологии и ортопедии. Система использует компьютерно-ориентированный метод проекции полос (на спину обследуемого при помощи диапроектора проецируется параллельный ряд полос). Это позволяет информацию об измеряемой форме поверхности спины преобразовать в унифицированное оптическое изображение.
На основании анализа топографической картины определяют угол наклона таза, углы, соответствующие ориентации плечевого пояса, углы поворота остистых отростков относительно срединной линии спины, угол раскрытия кифоза, угол раскрытия лордоза, объемные асимметрии и т.д. На рис. 2.52 приведена выходная форма топограммы поверхности спины с деформацией грудо-поясничного отдела позвоночника с графическим анализом профилей произвольных вертикальных и горизонтальных сечений обследуемой поверхности, выбираемых интерактивно на топограмме. Топограмма представляет полное графическое описание рельефа поверхности спины в виде изолиний (линии равного уровня) и обеспечивает наглядное представление о характере деформаций. Для детального количественного анализа используются латеральное и сагиттальное представления топограмм.
Количественное описание деформации позвоночного столба во фронтальной плоскости. График «Поворот» описывает угол поворота в горизонтальной плоскости участка поверхности туловища вблизи линии остистых отростков позвоночного столба в градусах. График «Объем» описывает среднюю разность высоты в мм горизонтальных сечений левой и правой половины туловища. На рис. 2.53 представлен латеральный анализ поверхности спины пациента с S-образной сколилтической деформацией. Топографические признаки патологии: перекос таза вправо 5,7°, отклонение линии остистых отростков позвоночного столба грудного отдела влево с максимумом 7,7 мм, поясничного отдела вправо с максимумом 8,6 мм, отклонение туловища вправо 3,0°, ротационный компонент в грудо-поясничном отделе с максимумом 24,0° на уровне Thn, совпадающая с поворотом асимметрия объема справа на том же уровне с максимумом, равным 15,9 мм.
Количественное описание деформации позвоночного столба в сагиттальной плоскости (рис. 2.54). Пример кругло-

вогнутой спины с усилинным лордозом (LAN=46,9°) и кифозом (KAN=49,9°) и наклоном таза 26,1°. Расположение дуг по уровню апекса лордоза и кифоза выше приблизительно на один позвонок.
Необходимо отметить, что с развитием научно-технического процесса появляются все более и более сложные инструментальные установки для регистрации движений человека (при этом биомеханическое обследование становится все более дорогостоящим). Вопрос о целесообразности проведения того либо иного биомеханического исследования решается с учетом поставленных задач (практических и научных) и возможностей реабилитационного учреждения.

Литература

1. Анатомо-биомеханическое введение в клинику вертеброгенных заболеваний нервной системы: Методические рекомендации /М.Ш.Билялов, В.П.Веселовский, А.Я.Попелянский и др. - Казань, 1980.
2. Анишкина М.Н., Антонец В.А., Ефимов А.П. Пьезоакселерометры ПАМТ и их применение для исследования механической активности физиологических систем человека. - Горький, 1986.
3. Анохин П.К.Узловые вопросы теории функциональной системы. - М.: Наука,1980.
4. Аруин А.С., Зациорский В.М. Эргометрическая биомеханика. - М.: Машиностроение, 1989.
5. Бабский Е.Б., Гурфинкель Г.С., Ромель Э.Л., Якобсон Я.С. Методика исследования устойчивости стояния // Вторая науч.сессия ЦНИИП. - М., 1952.
6. Бадалян Л.О., Скворцов И.А. Клиническая электромиография. - М.: Медицина, 1986.
7. Беленький В.Е., Широкова Л.И. Исследование условий равновесия туловища при стоянии больных сколиозом //Протезирование и протезостроение. - М., 1971. - Вып. 26.
8. Белецкий В.В. Двуногая ходьба. - М.: Наука, 1984.
9. Березин Ф.Б., Мирошников М.П., Рожанец Р.В. Методика многостороннего исследования личности в клинической медицине И психогигиене. - М., 1976.
10. Бернштейн Н.А. Физиология движений и активности. - М.: Наука,1990.
11. Брагина Н.Н., Доброхотова Т.А. Функциональные ассимметрии у человека. - М., 1988.
12. Гамбурцев В.А.Гониометрия человеческого тела. - М.: Медицина, 1973.
13. Гехт Б.М. Теоретическая и клиническая электромиография. -Л.: Наука, 1990.
14. Гехт Б.М., Ильина Н.А. Нервно-мышечные болезни. - М.".Медицина, 1982.
15. Гранит Р. Основы регуляции движений: Пер. с англ. - М.: Мир, 1979.
16. Григорьева В.Н., Белова А.Н., Густое А.В. и др. Оценка изменения качества жизни неврологических больных с ограничением двигательной активности//Неврол.журн., 1997, - №5 -С. 24-29.
17. Гурфинкель B.C., Коц Я.М., Шик М.Л. Регуляция позы человека. - М.: Наука, 1965.
18. Гурфинкель Е.В. Механический анализ методики стабилографии II Бюл. эксперим. биологии и медицины. - 1974. - Т. 77, № 5. - С. 122-124.
19. Донской Д.Д., Зациорский В.Н. Биомеханика. - М.: Физкультура и спорт, 1979.
20. Елисеев О.П. Конструктивная типология и психодиагностика личности. - Псков, 1994.
21. Зациорский В.М., Аруин А.С., Селуянов В.Н. Биомеханика двигательного аппарата человека. - М.: Физкультура и спорт, 1981.
22. Зенков Л.Р., Ронкин М.А. Функциональная диагностика нервных болезней. - М.: Медицина, 1991.
23. Кабанов М.М., Личко А.Е., Смирнов В.М. Методы психологической диагностики и коррекции в клинике. - Л.: Медицина, 1983.
24. Карвасарский Б.Д. Медицинская психология. - Л.: Медицина, 1982.
25. Клиническая биомеханика/ Под ред. В.И.Филатова, Л.:Медицина, 1980.
26. Козюля В.Г Применение теста СМОЛ, - М.; Фолиум, 1995.
27. Комплексная оценка нарушений статикодиномической функции и ее компенсации при дегенеративно-дистрофических поражениях тазобедренного сустава: Метод. рекомендации /ЛНИИТО; (Сост. Е.Я.Гринштейн, Г.Г.Эпштейн, А.З.Некачалова и др.). - Л. 1985.
28. Корнилов Н.В., Кикачеишвили Т.Т., Безгодков Ю.А., Соболев И.П. Система документации и оценки результатов эндопротезирования тазобедренного сустава: Пособие для врачей / Санкт-Петербург 1997. - С. 1-9.
29. КоуэнХ.Л., БрумликД. Руководство по электромиографии и электродиагностике:Пер. с англ. - М.: Медицина, 1975.
30. Лихтерман Л.Б. Ультразвуковая топография и тепловидение в нейрохирургии. - М., Медицина, 1983. - С. 144.
31. Лурия А.Р. Основы нейропсихологии. - М.: Изд-во Моск. ун-та, 1973.
32. Лурия Р.А. Внутренняя картина болезни и иатрогенные заболевания. - М.: Медгиз, 1944.
33. Львов С.Я. Реабилитация больных с повреждениями кисти: Дисс. на соискание ученой степени д-ра. мед. наук, в форме научного доклада. - Н.Новгород, 1993.
34. Маркс В.О. Ортопедическая диагностика. - Наука и техника, 1978.
35. Митбрейт И.М. Спондилолистез. - М. Медицина, 1978.
36. Немов Р.С. Психология: В 3 кн. - 2-е изд. - М.: Просвещение: ВЛАДОС, 1995.
37. Особенности клинико-рентгенологического и электрофизиологического обследования больных с вертеброгенной патологией: Методические рекомендации / Сост.Ф.А.Хабиров, Е.К.Валеев, Ф.Х.Баширова и соавт. - Казань, 1989.
38. Особенности клинического обследования при вертеброгенных заболеваниях нервной системы: Методические рекомеадации /Сост. М.Ш.Билялов, В.П.Веселовский, А.Я.Попелянский и соавт. - Казань, 1980.
39. Персон Р.С. Электромиография в исследованиях человека. - М.: Наука, 1969.
40. Пхиденко С.В. Опыт коррекции внутренней картины болезни в психосоматической практике //Врачебное дело. - 1993, Na 5-6. - С. 135-137.
41. Саховский П.И., Третьяков В.П.. Анатомо-биомеханическое введение в клинику вертеброгенных заболеваний нервной системы. - Казань, 1980.
42. Скворцов Д.В. Клинический анализ движений. Анализ походки. - Иваново.Издательство НПЦ «Стимул», 1996.
43. Смирнов Г.В. Комплексная оценка устойчивости вертикальной позы человека в норме и при патологии... Автореф. дис. к.б.н.. - Н.Новгород, 1994.
44. Смирнов Г.В., Вешуткин В.Д., Данилов В.И., Ефимов А.П.Стабилограф.. // Медицинская техника. - 1993. - № 1. - С. 40-41.
45. Собчик Л.Н, Методы психологической диагностики. Методическое руководство. Вып. 1, 2, 3. - Москва, 1990.
46. Собчик Л.Н. Характер и судьба. Введение в психологию индивидуальности. - М., 1994.
47. Соложенкин В.В. Механизмы психической адаптации при ишемической болезни сердца, гипертонической болезни и неврозах. Дисс... д-ра мед. наук. - Фрунзе, 1989.
48. Ташлыков В.А. Внутренняя картина болезни и ее значение для психологической диагностики при неврозах II Журн. невропатол. и психиатр. - 1989. - № 11. - С. 22 -26
49. Тимофеев В.И., Филимоненко Ю.И. Краткое руководство практическому психологу по использованию цветового теста М. Люшера. - С.-Петербург, 1995.
50. Уфлянд Ю.М. Физиология двигательного аппарата человека. - Л.: Медицина,1965.
51. Фарбер Б.С., Витензон А.С., Морейнис И.Ш. Теоритические основы построения протезов нижних конечностей и коррекции движения, - T-2 - М.: ЦНИИПП, 1995.
52. Физиология движений. - Л.: Наука, 1976.
53. Фомичев Н.Г., Садовой М.А., Сарнадский В.Н., Вильгергер С.Я., Садовая Т.Н. Скрининг-диатостика детской и подростковой патологии похвоночника методом компьютерной оптической топографии: Пособие для врачей. - Новосибирск, 1996.
54. Эльнер A.M. Двигательные синергии //Журн. невропатологии и психиатрии им. Корсакова. - 1975. - Т. 75, Na 7. - С. 1088-1092.
55. Юмашев Г.С. Травматология и ортопедия. - М.: Медицина, 1983.
56. Юсевич Ю.С. Электромиография в клинике нервных болезней. - М.: Медгиз, 1958.
57. ЯнсонХ.А. Биомеханика нижней конечности человека. - Рига; Зинатне, 1975.
58. Aminoff М. Electromyography in clinical practic.-Addison-Wesley, 1978.
59. Bergner M., Bobbitt R.A., Carter W.B., Gilson B.S. The Sickness Impact Profile: development and revision of a health status measure// Med. Care, 1981, - Vol. 14. - P. 787-805.
60. Berme N, Cappozzo A (eds). Biomechanics of Human Movements: Application in rehabilitation, sports and ergonomics. Worthington, Ohio, Bertec Corporation.,1990.
61. Braune V., Fisher O. The Human Gait. - S.I.: Spinger, 1987.
62. Bronzino J.D. The Biomedical Engineering. CRC Press, 1997.
63. Cappozzo A., Marchetti M., Tosi V. Biolocomotion: a century of research using moving pictures. - Roma,1992.
64. Chao E.Y., Neluheni E.V., Hsu R.W., Paley D. Biomechanics of malalignment// Orthop Clin North Am. - Jul. 1994. - V. 25, № 3. P. 379-386.
65. Drerup В., Hierholzer E. Back shape measurement using video rasterstereography and threedimensional reconstruction of spinal shape// Clin. Biomech. - 1994. - Vol 9. - P. 28-36.
66. Fairbank J.C., Mbaot J.C., Davies J.В., O"Brain J.P.The Oswestry Low Back Pain Disability Questionaire//Physiotherapy. - 1980. - Vol. 66. - № 8. - P. 271-273.
67. Gage J.R. Gait Analysis in cerebral aalsy. London, MacKeith Press. 1991.
68. Granger C., Dewis L., Peters N. et al. Stroke rehabilitation: analysis of repeated Barthel Index measures//Arch.Phys.Med.Rehab., 1979. - Vol. 60.
69. Hamilton M. Development of a rating scale for primary depressive illness //Br. J.. Soc. Clin. Psychol., 1967. - Vol. 6. - P. 278-296.
70. Inmar V.T., Ralston H.J., Told F. Human walking. - Baltimore,Williams & Wilkins, 1981.
71. Lazarus R.S. Progress on a cognitivemoti-vational-relational theory of emotion // Am. Psychol., 1991. - Vol. 46. - P. 819-834.
72. Lohr K.N. Applications of health status assessement measures in clinical practice:overview of the third conference on advances in health status assessement// Med. Care. - 1992. № 30 (Suppl). - MS1 - MS14.
73. Mahoney F., Barthel D. Functional evaluation: the Barthel lndex//MD State Med.J., 1965. -№ 14. - P. 61-65.
74. Nashner L.M. Analysis of stance posture in humans II Handbook of Behavioral Neurobiolog. Motor Coordination./Ed.A.L.Towo, E.S. Ruschel. - New York: Plenum Press, 1981. - V. 5 - P. 527-565.
75. Partridge C., Johnston M. Perceived control of recovery from physical disability: Measurement and prediction//Br. J. Clin.Psychol., 1989. - Vol. 28. - P. 53-59.
76. Perry J. 1992. Gait Analysis: №ormal and Pathological Function. Thorofare, NJ, Slack.
77. Physical medicine and rehabilitation/Ed. by R.Braddom et al. - W.B.Saenders Company, 1986.
78. Roberts T.D.M. Nfieurophysiology of Postural Mechanisms IIL. Buttervorth, 1978.
79. Schmid-Schonbein G.W., Woo S.L.-Y., Zweifach B.W. Frontiers in biomechanics.New York, Berlin, Heidelberg, Tokyo, 1986.
80. Smidt G.L. Gait in Rehabilitation. - N.Y., Edinburg, London, Melbourne, 1985.
81. Smirnov G.V. Same aspects of keeping orthopaedic folks straight //Posture and gait: Control mechanisms. - Portlant University of Oregon Books. -1992. - V. II. - P. 431-432.
82. Sutherland D.H., Olshen R.A., Biden E.N., et al. The Development of Mature Walking. London, MacKeith Press. 1988.
83. Taylor S.E., BrownJ.D. Illusion and wellbeing: A social psychological perspective on mental health //Psychol. Bull., 1988. - Vol. 103. - P. 193-210.
84. Trexler L.E., Webb P.M., Zappala G. Strategic aspects of neuropsychological rehabilitation / Brain Injury and Neuropsychological Rehabilitation: International Perspectives. Hillsdale, NJ, Lawrence Erlbaum, 1994, pp 99-123.
85. Turner-Smith A.R. Television scanning technique for topographic body measurments//Biostereometrics (1983), 182, SPIE, P. 279-283.
86. WalkerS., RosserR. Quality of life assessment. - Kluwer academic publishers, 1993.
87. Whittle M. Gait Analysis: an Introduction. Oxford, Butterworth-Heinemann, 1991.
88. Winter D..A. Biomechanics and motor control of human movement. - John Wiley & Sons. Inc. N.Y., Chichster, Toronto, Singapure, - 1990.

Техническая спортсмена подготовка немыслима без анализа выполнения физического. упражнения.Эффективным средством в решении данной проблемы является биомеханический анализ, с помощью которого удается познать сущность систем движений выявить причины двигательных ошибок, отыскать пути избавления от них, повысить качество обучения выполнения упражнения.

Известно несколько разновидностей биомеханического анализа. Выбор конкретной формы определяется решаемой задачей.

Количественный анализ

а) точный- предполагает тщательную обработку и использование точных данных различных приборных измерений. Циклографии, фото- и киносъемки, с учетом возможно большего числа даже второстепенных фактов.

б) приближенный- используется упрощенная обработка данных относительно грубых измерений, киносъемки с учетом наиболее весомых факторов.

Качественный анализ

а) улубленный- с тщательным исследованием материалов приборных измерений, циклографии, фото- и киносъемки и т.п. Задача такого анализа -осмысливание проведенного количественного анализа, его углубление и дополнение, получение педагогических выводов.

б)основной- то же, что и при углубленном анализе, но без ис пользования материалов приборных измерений и результатов количественного анализа.

в) упрощенный- с использованием грубых оценок при учете лишь решающих факторов. Применяется в простых, контрастных ситуациях, в условиях дефицита времени.

Педагогический анализ- с ограниченным использованием биомеханических знаний.

Основные этапы анализа двигательной деятельности в условиях количественного биомеханического анализа.

1. Изучение внешней картины двигательной деятельности -из каких двигательных действий она состоит и в каком порядке они следуют друг за другом.. С этой целью регистрируют кинематические характеристики движения. Особо важно знать продолжительность отдельных частей движения (фаз), графическим отображением чего является хронограмма. Хронограмма двигательного действия характеризует технику, а хронограмма двигательной деятельности- это то, на что обращают внимание при анализе спортивной тактики.

2.Выяснение причин, вызывающих и изменяющих движение . Эти причины недоступны визуальному контролю и для их анализа необходимо регистрировать динамические характеристики .Важнейшее значение здесь имеют величины сил, действующих на человека извне и создаваемых собственными мышцами

3. Определение топографии работающих мышц. На этом этапе выявляется, какие мышцы как участвуют в выполнении данного упражнения. Для этого регистрируют электрическую активность работающих мышц(метод элетромиографии).Чем активнее работает мышца, тем выше ее электрическая активность и больше амплитуда электромиограммы.

4. Определение энергетических затрат , а также того.насколько целесообразно расходуется энергия работающих мышц., для ответа на этот вопрос регистрируют энергетические характеристики Например, у стайеров высшей квалификации повышение экономичности бега на 20% перемещает их в списке лучших с 10-го на 1-е место.

5. Выявление оптимальных двигательных режимов, т.е. наилучшей техники двигательных действий и наилучшей тактики двигательной деятельности Здесь же оценивается степень соответствия реально существующего и оптимального вариантов техники и тактики. Критериями оптимальности являются:экономичность, механическая производительность, точность движений, эстетеичность, комфортабельность, безопасность. Значимость каждогоиз критериев зависит от решаемой задачи, вида спорта и др.

Использование результатов биомеханического анализа способствует объективизации суждений и повышению эффективности тренировки, увеличивает долю сознательного в обучении. повышает точность умозаключений.

Биомеханический анализ в спорте чаще всего преследует педагогические цели и помогает решать следующие задачи:

1. Оптимальное использование двигательных возможностей спортсмена в рамках дозволенной техники упражнений.

2. Распознавание, определение и объяснение двигательных ошибок.

3. Нахождение путей и средств ликвидации. предупреждения и компенсации двигательных ошибок.

4. Ревизия утвердившейся техники упражнений, действий с целью повышения их эффективности.