Отведение плеча: 24.04.2008 N 194 (. 18.01.2012) » , » ( 13.08.2008 N 12118) /

Упражнения на аналогичных тренажерах

Плече-лопаточный периартроз | Клиника лечения позвоночника «Вертеброцентр»

Боль и ограничение движений в плечевом суставе частый спутник человека. Трудно умыться, трудно причесать волосы, трудно работать рукой — всё это заставляет человека обратиться к врачу, где врач, с вероятностью 99% ставит диагноз плече-лопаточный периартроз. А насколько этот диагноз отражает суть заболевания? Разберёмся вместе.

Плечевой сустав самый подвижный сустав в теле человека. Боль и ограничение движения в нём тут же отражаются на качестве жизни.
Чаще всего боль возникает после каких либо нагрузок на руку, травм, падений, но иногда боль может возникнуть сама по себе, без предвестников.

В чём же причина боли?

Так называемый плече-лопаточный периартроз — собирательное понятие, диагноз «помойка», который не отражает сути заболевания, из этого диагноза совсем не понятно что именно болит, где повреждение?

Артроз же плечевого сустава крайне редкое заболевание. Почему? Потому что на плечевой сустав отсутствует осевая нагрузка, нет противодействия притяжению земли (как в коленных, тазобедренных суставах и сутсавах позвоночника) — мы не ходим на руках (за редким исключением) — в результате воздействие на гиалиновый хрящ в плечевом суставе в разы меньше. поэтому и артроз плечевого сустава развивается крайне редко.

Основная же причина боли в области плечевого сустава — повреждение мышечно-связочного аппарата. Да да, именно надрывы или разрывы мышц и связок чаще приводят к боли в плече. 

Также достаточно часто источником боли является, так называемый, акромиально-ключичный артроз — это повреждение суставчика между акромиальным отростком лопатки и ключицей.

Более редкие причины — это воспаление капсулы плечевого сустава (адгезивный капсулит-см.рисунок ниже), повреждение суставной губы, перелом костных структур и др.

Причин много, лечение также имеет свои особенности в каждом случае. Поэтому от того, как правильно мы установим диагноз, такой эффект от лечения и будет.

На приёме я провожу ряд специальных проб. Одна из основных — проба Дауборна. Вы её можете провести и самостоятельно.
Если у Вас возникает боль при подъёме руки в диапазоне 60-120 градусов вполне возможно повреждение мышцы, учавствующей в отведении плеча. Если же боль возникает в диапазоне 160-180 градусов, можно заподозрить акромиально-ключичный артроз.

В диагностике, помимо осмотра, помогает проведение ультразвукового исследования (УЗИ) и магнито-резонансной томографии (МРТ).

Лечение, как правило, сводится к приёму нестероидных противовоспалительных препаратов, физиопроцедурам (лучше с этими проблемами справляется ударно-волновая терапия), применению специальных упражнений. Иногда приходится прибегать к лечебным «блокадам».

Вывих ключицы — Официальный сайт ФГБУЗ КБ №85 ФМБА России

Об акромиально-ключичном сочленении

Пояс свободной верхней человека соединен с телом при помощи ключицы и мышц. В свою очередь ключица имеет два суставных конца. Грудино-ключичный (проксимальный) и акромиально-ключичный (дистальный) суставы.

Ключица крепится к лопатке в двух местах:

• к акромиону, создавая при этом акромиально-ключичный сустав;
• к клювовидному отростку лопатки мощной связкой.

Акромиально-ключичный сустав (articulatio acromioclavicularis) — это плоский сустав, внутри которого имеется менискоидная ткань, которая амортизирует нагрузку передающуюся с верхней конечности.

Причины и механизм повреждения акромиально-ключичного сочленения

Основные причины повреждения акромиально-ключичного сочленения:

• травмы при падении на вытянутую руку;
• травмы во время спортивных соревнований;
• пореждения в  контактных видах спорта;
• травмы у людей ведущих активный образ жизни.

Классификаций повреждений акромиально-ключичного сочленения зависит от объема полученного повреждения.

Различают два вида повреждения акромиально-ключичного сочленения:

• частичный разрыв акромиально-ключичного сочленения, когда повреждены только акромиально-ключичные связки;
• полный разрыв — повреждение клювовидно-ключичных связок и акромиально-ключичного сочленения.

Симптомы разрыва акромиально-ключичного сочленения

Основными симптомами разрыва акромиально-ключичного сочленения являются:

• боль в области плечевого сустава;
• ограничение движений в плечевом суставе, нарушено отведение плеча;
• резкое снижение силы в поврежденной верхней конечности;
• при нажатии на ключицу, отмечается «симптом клавиши пианино «;
• косметический дефект в области плеча.

Диагностика разрыва акромиально-ключичного сочленения

Диагностики повреждения акромиально-ключичного сочленения производится врачом травматологом-ортопедом в ходе клинического осмотра. Окончательная диагностика данного повреждения методами инструментальной диагностики. Наиболее часто используется рентгенография поврежденного сегмента.

Учитывая анатомические особенности акромиально-ключичного сочленения и возможные сочетанные повреждения соседних структур, использование аппаратов компьюторной томографии и магнитно-резонансной томографии, находящихся в нашем центре, позволяют более точно диагностировать повреждения области плечевого сустава.

Лечение повреждения акромиально-ключичного сочленения

Лечение акромиально-ключичного сочленения основано на полноценной диагностики повреждения. При частичном повреждении акромиально-ключичного сочленения у людей ведущий неспортивный образ жизни возможно применение консервативного лечения, которое включает ограничение физических нагрузок, иммобилизацию ортезом на 3-4 недели.

Основным методом лечения при полном вывихе, когда произошел разрыв как в акромиально-ключичном, так и клювовидно-ключичном сочленениях является операция. Оперативный метод позволяет устранить вывих ключицы и стабильно зафиксировать ее в физиологичном положении. Существуют различные методики и подходы при лечении вывиха акромиального конца ключицы.

Фиксацию акромиально-ключичного сочленения можно провести металлическими фиксаторами. Задачей фиксации ключицы является создание условий для восстановления поврежденных связок. Этот метод позволяет пациенту в послеоперационном периоде лечиться без внешней иммобилизации, начать реабилитацию на 12 сутки после операции. Недостатком указанного метода является необходимость проведения повторной операции через 3-4 месяца с целью удаления фиксатора.

Учитывая современные тенденции, в нашем центре травматологии и ортопедии применяется малоинвазивный метод фиксации акромиально-ключичного сочленения. Этот метод позволяет фиксировать ключично-клювовидную связку, минимизировать операционную травматизацию мягких тканей области плеча. Метод малоинвазивной реконструкции акромиально-ключичного сочленения наиболее применим у пациентов не ведущих активный образ жизни, у женщин (минимальный послеоперационный рубец).

В послеоперационном периоде применяется внешняя иммобилизация косыночной повязкой до снятия швов. Активные движения рукой больные, как правило, начинают со 2-3 недели после операции. В настоящее время в нашем центре травматологии и ортопедии накоплен большой опыт проведения таких операций с отличными результатами, что подтверждается многочисленными отзывами пациентов.

упражнений на отведение и приведение плеч

1. CareNotes
2. Упражнения на отведение и приведение плеч

Этот материал нельзя использовать в коммерческих целях, в больницах или медицинских учреждениях. Несоблюдение может повлечь судебный иск.

ЧТО НУЖНО ЗНАТЬ:

Что такое упражнения на отведение и приведение плеч?

Упражнения на отведение и приведение плеч прорабатывают мышцы задней части плеча и верхней части спины.

Что мне делать перед тренировкой?

Разминка и растяжка перед тренировкой. Прогуляйтесь или покатайтесь на велотренажере 5–10 минут, чтобы разогреться. Растяжка помогает увеличить диапазон движений. Это также может уменьшить болезненность мышц и помочь предотвратить новую травму. Ваш лечащий врач скажет вам, какое из следующих упражнений вам нужно сделать:

• Перекрестная растяжка рук: Расслабьте плечи. Возьмитесь за плечо противоположной рукой. Подтяните руку к груди, пока не почувствуете растяжение.Удерживайте растяжку 30 секунд. Вернитесь в исходное положение.
• Растяжка при сгибании плеч: Встаньте лицом к стене. Медленно проведите пальцами по стене, пока не почувствуете растяжение. Удерживайте растяжку 30 секунд. Вернитесь в исходное положение.
• Растяжка для сна: Лягте на травмированный бок на твердую плоскую поверхность. Согните травмированную руку в локте на 90 ° ладонью вверх.Используйте здоровую руку, чтобы медленно опустить травмированную руку вниз. Остановитесь, когда почувствуете растяжение задней части травмированного плеча. Удерживайте растяжку 30 секунд. Медленно вернитесь в исходное положение.

Как мне тренироваться с отягощением?

Ваш лечащий врач сообщит вам, какой вес использовать.

• Отведение плеча: Встаньте и держите груз в руке ладонью к телу.Медленно поднимите руку в сторону большим пальцем вверх. Затем поднимите руку над головой как можно дальше без боли. Удерживайте это положение так долго, как указано. Не поднимайте руку над головой, если ваш лечащий врач не разрешит вам это делать.
• Приведение плеча: Лягте на спину на твердую поверхность. Вытяните руку до буквы «Т». Согните локоть так, чтобы предплечье было в воздухе. Держите гирю в руке.Медленно поднимите руку к потолку и выпрямите локоть. Удерживайте это положение так долго, как указано. Медленно вернитесь в исходное положение.

Как мне тренироваться с лентой для упражнений?

• Отведение плеча: Оберните ленту для упражнений вокруг тяжелого устойчивого предмета рядом с ногой. Возьмитесь за браслет рукой за травмированное плечо. Держите руку прямо. Медленно поднимите руку в сторону большим пальцем вверх.Затем медленно натяните повязку на голову как можно дальше без боли. Не поднимайте руку над головой, если ваш лечащий врач не разрешит вам это делать. Не позволяйте плечу пожимать плечами. Удерживайте это положение так долго, как указано. Медленно вернитесь в исходное положение.
• Приведение плеча: Оберните ленту для упражнений вокруг тяжелого устойчивого предмета. Встаньте лицом в сторону от того места, где крепится браслет. Возьмитесь за каждый конец ленты обеими руками, согнув локти.Ваши локти не должны находиться за корпусом. Держите руки параллельно полу и медленно разгибайте руки в локтях. Удерживайте это положение так долго, как указано. Медленно вернитесь в исходное положение.

Когда мне следует связаться с поставщиком медицинских услуг?

• У вас острая или усиливающаяся боль при физической нагрузке или в покое.
• У вас есть вопросы или опасения по поводу упражнений для плеч.

Соглашение об уходе

© Copyright IBM Corporation 2021 Информация предназначена только для использования Конечным пользователем и не может быть продана, распространена или иным образом использована в коммерческих целях.Все иллюстрации и изображения, включенные в CareNotes®, являются собственностью A.D.A.M., Inc. или IBM Watson Health

Узнайте больше об упражнениях для отведения и отведения плеча

IBM Watson Micromedex

Дополнительная информация

Всегда консультируйтесь со своим врачом, чтобы убедиться, что информация, отображаемая на этой странице, применима к вашим личным обстоятельствам.

Заявление об отказе от ответственности за медицинское обслуживание

Диапазон движений в плечах среди населения в целом: стратифицированные нормативные данные по возрасту и полу с использованием когорты на уровне сообщества | BMC Musculoskeletal Disorders

Наше исследование — первое, в котором представлены репрезентативные данные по ROM плеча из большой выборки как мужчин, так и женщин.Это исследование показывает, что в общей популяции и во всех возрастных группах среднее активное сгибание и отведение плеча больше у мужчин, в то время как активное внешнее вращение больше у женщин. Среднее значение ROM во всех плоскостях ниже у людей с диабетом и снижается с возрастом. Существует также более низкий средний диапазон для всех оцениваемых движений, кроме внешнего вращения правого плеча для тех, у кого доминирует правая рука, по сравнению с теми, у кого доминирует левая рука.

Дополнительный файл 1 помещает это исследование в контекст предыдущих исследований [9,10,11,12,13,14].Влияние секса на ROM в других исследованиях было разным: McIntosh et al. [9] и Gill et al. [10] сообщают об отсутствии влияния секса на ROM при использовании удобных выборок из 41 и 72 участников соответственно, а Barnes et al. [11] демонстрирует более высокий ROM для женщин для всех движений с размером выборки 140 мужчин и 140 женщин, но с детьми, включенными в выборку. Макинтош и др. [9] предполагают, что в целом женщины имеют более высокий ROM, чем мужчины, однако текущее исследование предполагает, что это может быть не так.Возможно, меньший размер выборки и разные возрастные диапазоны каждого из этих исследований ограничивали возможность выявления гендерных различий, а также что исследуемые движения могли иметь гендерную предвзятость. ROM может зависеть от повседневной активности мужчин и женщин. Кроме того, также может быть воздействие в результате различий в гормональном воздействии на мышцы, связки, хрящи и кости [25].

Возраст также является фактором, определяющим ПЗУ (дополнительный файл 1).Снижение ROM в возрастных группах, показанное в этом исследовании, согласуется с данными других исследований [9,10,11] и, вероятно, связано с возрастными изменениями в опорно-двигательной системе, такими как снижение эластичности хрящей, снижение эластичности связок. , снижение мышечной силы и изменение распределения жира [25, 26]. Профессия признана фактором риска развития заболеваний плечевого сустава из-за таких воздействий, как работа над головой, повторяющиеся задачи и поднятие тяжестей [27]. Кумулятивное воздействие этих действий по мере старения людей также может потенциально снизить ROM за счет механизмов, описанных выше (снижение эластичности хряща и снижение эластичности связок).

McIntosh et al. [9] и Gill et al. [10] оба подчеркнули, что данные AAOS ROM [6] часто используются для определения базовых показателей диапазона плеч. Однако, как показано в таблице 6, диапазон 180 ° для отведения и сгибания и 90 ° обычно не достигается в популяции. В предыдущей работе [18], хотя основное внимание уделялось ROM тех, кто сообщил, что у них была боль в плече и / или скованность, также сравнивался этот диапазон с теми, у кого никогда не было боли / скованности в плече. В среднем, потеря ROM была примерно на 10% из-за наличия предыдущих симптомов плеча, но общий средний диапазон сгибания с поправкой на возраст, пол, ИМТ и текущее курение составил 159.2 ° и 157,7 ° для правого и левого плеча соответственно, 149,7 ° и 147,7 ° средний диапазон отведения и 58,1 ° и 56,0 ° внешней ротации для правого и левого плеча соответственно. Эти значения аналогичны средним значениям, представленным в таблицах 1, 2 и 3 для сгибания, отведения и внешнего вращения соответственно.

Как и в других исследованиях, результаты, полученные при изучении диапазона движений в зависимости от доминирования руки и сравнения доминирующих и недоминантных сторон, показали некоторые небольшие различия в диапазоне, которые, будучи статистически значимыми, вряд ли будут клинически значимыми [11, 12, 14].Хотя Günal et al. [14] предположили, что более низкий диапазон движений на доминирующей стороне может быть связан с дегенеративными или связочными изменениями, которые больше на этой стороне по сравнению с недоминантной стороной, текущее исследование продемонстрировало более высокий средний диапазон движений для доминирующей стороны, но более низкий средний диапазон движений для правшей по сравнению с левшами. Однако исследование Günal et al. были сосредоточены на выборке мужчин из вооруженных сил, и, возможно, существует минимальная разница между доминирующими и недоминантными сторонами в общей выборке сообщества.

Пациенты с диабетом (как самооценка, так и / или уровень глюкозы в плазме натощак> = 7,0 ммоль / л) также продемонстрировали более низкий ROM по сравнению с пациентами без диабета. Хотя было показано, что боль в плече связана с диабетом, те, кто когда-либо сообщал о боли в плече и / или скованности в большинстве дней в течение как минимум месяца, были исключены из этого исследования. Таким образом, уменьшенный диапазон плеч у людей с диабетом подтверждает предыдущую работу, которая предполагает, что есть изменения во внеклеточном матриксе соединительной ткани у людей с диабетом [28,29,30], приводящие к снижению содержания коллагена и дефициту перекрестного соединения. связывание [29], приводящее к большему риску уменьшения объема ПЗУ.

Сильные стороны и ограничения

Сильные стороны этого исследования — большой размер выборки, в которой участвовали более 2000 случайно выбранных субъектов всех возрастов, что обеспечивает нормативные значения для возраста от 20 до 91 года. Измерения с использованием стандартизированных протоколов и оборудования с продемонстрированной надежностью были проведены в условиях клиники с привлечением персонала, обученного опытным антропометристом [22,23,24]. Из исследования также были исключены те, кто когда-либо сообщал о боли в плече и / или скованности в большинстве дней в течение более месяца (включая тех, кто имел хронические травмы плеча или хронические состояния, такие как остеоартрит), и тех, кто самостоятельно сообщал о диагностированном врачом ревматоидном артрите в анамнезе.Также была собрана информация о том, страдали ли участники диабетом, и это можно было учесть во время анализа. Ограничения исследования заключались в том, что участников спрашивали, испытывали ли они когда-либо боль в плече и / или скованность в большинстве дней в течение по крайней мере месяца, и, таким образом, существует возможность смещения воспоминаний. Участников также не спрашивали о наличии боли в плече менее месяца, поэтому некоторые участники могли испытывать кратковременную боль в плече. Кроме того, участников не спрашивали, перенесли ли они операцию по поводу проблем с плечом или верхними конечностями, что также может повлиять на диапазон движений.Что касается измерения, не проводилось формального тестирования надежности персонала между или внутри эксперта, и ошибка измерения не определялась. В результате изменения диапазона, связанные с лечением или с течением времени, возможно, следует интерпретировать с осторожностью. Персонал также не имел опыта использования инклинометра Plurimeter V. Измерение внешнего вращения проводилось только визуально с точностью до ближайших 5 °, и на него также может повлиять ошибка измерения. Наконец, три движения плеча (приведение, внутреннее вращение и разгибание) не были измерены из-за ограничений по времени на клинические испытания, поэтому нормативные данные для этих движений недоступны из этой выборки.

Экзомышца верхней конечности для поддержки отведения плеча

Abstract

Вспомогательные устройства могут способствовать восстановлению моторики после инсульта, но доступ к таким устройствам ограничен. Экзокостюмы могут быть более доступной альтернативой существующим устройствам и успешно используются для помощи при движении после различных двигательных нарушений, но мы мало знаем о том, как они могут способствовать движению верхних конечностей после инсульта. Здесь мы разработали привод экзокостюма для поддержки отведения плеча, который мы называем «экзомускулой», и основан на форме растущего робота, известного как привод с пневматической катушкой.Мы также собрали потолочную опору, которая служит положительным контролем. Мы подтвердили, что обе опоры снижают активность мышц, отводящих плечо, и не ограничивают диапазон движений у здоровых участников (n = 4). Затем мы измерили доступную площадь рабочего пространства у выживших после инсульта (n = 6) как с поддержкой, так и без нее. Наша экзомышца увеличила площадь рабочего пространства у четырех участников (180 ± 90 см ² ), в то время как потолочная опора увеличила площадь рабочего пространства у пяти участников (792 ± 540 см ² ).Конструктивные решения, которые делают экзомышцу изнашиваемой, например, оставление предплечья свободным, вероятно, влияют на различия в производительности между двумя опорами. Неоднородность способностей выживших после инсульта, вероятно, способствует большой вариативности наших результатов. Хотя обе опоры привели к схожей производительности для здоровых участников, различия в производительности у выживших после инсульта подчеркивают необходимость проверки вспомогательных устройств в целевой группе.

I. Введение

Инсульт, отмирание тканей головного мозга из-за нарушения кровоснабжения, является основной причиной инвалидности взрослых [1].В то время как типичный выживший после инсульта восстанавливает около 70% утраченной двигательной функции [2] — [4], инсульт остается наиболее частой причиной инвалидности у взрослых в США [5]. Ожидается, что из-за старения населения и изменения образа жизни частота и последствия инсульта увеличатся. Постинсультную стойкую нетрудоспособность можно уменьшить, увеличив дозировку терапии [6], [7], но тщательное тестирование больших доз на людях затруднено из-за приверженности, необходимой как терапевту, так и пациенту, и вероятности вмешательства в стандартную помощь.Вспомогательные устройства могут помочь пациентам проводить больше и более длительных сеансов лечения с меньшим участием терапевта.

Вспомогательные устройства могут быть разработаны для оказания помощи пациентам разными способами; один многообещающий подход — компенсировать влияние гравитации. Было показано, что компенсация силы тяжести увеличивает доступное рабочее пространство для переживших инсульт [8], теоретически увеличивая количество задач, которые могут быть выполнены. Связь между компенсацией силы тяжести и увеличенным доступным рабочим пространством объясняется аномальной активацией синергии сгибателей, при которой выжившие после инсульта теряют способность независимо управлять отводящими мышцами плеча и сгибателями локтя [9], [10].Разгрузка отводящих мышц плеча за счет компенсации силы тяжести снижает активность мышц-сгибателей локтя, увеличивая диапазон движений локтя [11]. Эта стратегия компенсации силы тяжести использовалась в восьминедельной терапии, при которой опора постепенно удалялась, и было обнаружено улучшение моторики [12], [13]. Из-за простоты и эффективности этого подхода компенсация силы тяжести или поддержка отведения плеча является целью многих вспомогательных устройств.

Экзоскелетные роботы, в которых используются двигатели и жесткие связи для передачи усилий пользователю, широко используются в исследовательских приложениях [8], [13].Однако широкого внедрения реабилитационных экзоскелетных роботов практикующими поставщиками медицинских услуг еще не произошло. В клинике используются некоторые коммерчески производимые пассивные экзоскелетные устройства, которые используют запасенную потенциальную энергию для компенсации силы тяжести. Примеры таких устройств включают Hocoma ArmeoSpring и SaeboMAS. Эти коммерческие устройства редко используются вне клиники. Одним из ключевых факторов, ограничивающих внедрение, может быть то, что существующие устройства слишком дороги и сложны в эксплуатации.Большая стоимость и сложность проистекают из соображений безопасности, таких как выравнивание суставов робота и оператора [14], компенсация дополнительной массы робота и обеспечение стабильного взаимодействия с пользователями [15], [16]. Эти устройства ограничены рабочим пространством устройства, которое обычно заземлено на стол, пол или инвалидную коляску. Носимые устройства, заземленные на тело, а не на окружающую среду, могут разнообразить контексты, в которых могут использоваться вспомогательные устройства.

Мягкие экзокостюмы могут решить многие проблемы, связанные с традиционными экзоскелетными роботами.В то время как экзоскелетные роботы используют жесткие связи для создания сил реакции, экзокостюмы отказываются от жестких связей, полагаясь вместо этого на скелет пользователя для этой цели [17]. Это удаляет компоненты и, следовательно, массу из системы, позволяя изготавливать экзокостюмы в основном из совместимых материалов, которые являются легкими, недорогими и требуют менее точного производства. В то время как ранние конструкции экзокостюмов были ориентированы на помощь в передвижении [17] — [19], несколько недавних примеров приводят в действие верхнюю конечность [20], [21].В частности, были созданы экзокостюмы для помощи в движениях рук у выживших после инсульта [22] — [28]. В частности, в нескольких из этих исследований изучали, как использование экзокостюма влияет на мышечную активность здоровых пользователей и ограничивает ли экзокостюм диапазон движений пользователя [22], [24], [25], [28]. Только в одном недавнем исследовании изучалось влияние экзокостюма на верхние конечности на выживших после инсульта. В этом исследовании экзокостюм использует увеличенный диапазон движений при отведении и сгибании плеча, степени свободы, поддерживаемые экзокостюмом, у пяти выживших после инсульта [29].О’Нил и др. [29] не исследуют, получают ли неподдерживаемые степени свободы, такие как локоть, помощь экзокостюма с поддержкой отведения плеча, как предполагалось в предыдущих исследованиях компенсации гравитации после инсульта. В этом исследовании не сообщалось о валидации у здоровых пользователей.

Здесь мы проектируем и производим новый надувной привод для поддержки отведения плеча, аналогичный компенсации силы тяжести (рис. 1A). Мы показываем на здоровых участниках, что устройство не ограничивает диапазон движений и поддерживает передний и медиальный компоненты дельтовидных мышц при отведении плеча, что, как ранее было показано, связано с доступным рабочим пространством после инсульта.Затем мы проверяем у выживших после инсульта, увеличивает ли помощь экзомышечной зоны доступную зону рабочего пространства в поперечной плоскости (ортогональную опоре экзомышечной мышцы), и изменяет ли десятиминутный сеанс терапии с помощью доступной рабочей зоны. Мы выполняем тот же набор оценок, используя потолочную опору для рук для положительного контроля. Мы показываем увеличение достижимой рабочей области в поперечной плоскости у 4 из 6 выживших после инсульта. Поддержка экзомышцы коррелирует с увеличением диапазона движений локтя, который не поддерживается нашей экзомышкой.Хотя потолочная опора и экзомышца дали одинаковые результаты у здоровых участников, мы показываем, что они дают очень разные результаты у выживших после инсульта, подчеркивая необходимость валидации вспомогательных устройств в целевой группе.

A. Экзомышца является экспериментальным устройством в этом исследовании. Его конструкция основана на типе растущего робота [30], который называется приводом с пневматическим барабаном [31]. B. Потолочная опора использовалась в качестве положительного контроля в этом исследовании.

II. Конструкция устройства поддержки отведения плеча

Сложность, вес, стоимость и соображения безопасности — все это ограничивает доступ к роботизированной терапии. Поэтому наша цель — создать простое, легкое, недорогое носимое устройство, способное помочь в реабилитации после инсульта, поддерживая отведение плеча. Мы также построили потолочную опору для использования в качестве положительного контроля. Эти два устройства показаны на рис. 1.

A. Конструкция Exomuscle — экспериментальное устройство

Экзокостюмы часто изготавливаются с использованием нескольких приводов, которые прикладывают сжимающие нагрузки к суставам пользователя [32] — [34].Однако в ходе ранних пилотных испытаний мы определили, что силы, необходимые для полной поддержки веса руки без зазоров, приводят к некомфортно высоким сжимающим нагрузкам на плечо. Вместо того, чтобы добавлять стойки, которые могут зацепиться за объекты в окружающей среде, чтобы уменьшить эти нагрузки, мы разработали наше устройство, чтобы выталкивать руку снизу, а не тянуть сверху. Кроме того, поскольку наше устройство состоит из одного исполнительного механизма, а не набора исполнительных механизмов, мы называем его «экзомускулой», а не «экзокостюмом».”

В Simpson et al. [22], мы описали совместимую недорогую носимую экзомускулу с единственной контролируемой степенью свободы, которая способствует отведению плеча у здоровых пользователей без ограничения движений в других суставах. Это устройство контролирует угол отведения плеча, регулируя давление воздуха в мочевом пузыре, пришитом шарнирным швом к нагрудному ремню и находящемуся под рукой. Это устройство эффективно поднимает руку и поддерживает движение под давлением, но может прогибаться при малых углах отведения плеча / низком давлении воздуха.Здесь мы описываем новый привод, который разделяет давление воздуха и угол отведения плеча.

Наша обновленная конструкция, основанная на пневматических приводах мотовила, разработанных Hammond et al. [31], состоит из пластикового баллона, армированного тканевой трубкой, сшитой из полиэфирной ткани с покрытием из термопластичного полиуретана (ТПУ). Трубка, армированная тканью, затем оборачивается вокруг оси, установленной на узле основания, показанном на рис. 2. В этом исследовании мы используем стопорный диск и штифт для фиксации угла отведения плеча так, чтобы локоть находился на уровне плеча.Для управления активной длиной стопорный диск можно заменить трансмиссией на двигатель, как описано у Hammond et al. [31]. Базовый блок удерживается на месте со стороны пользователя поясным ремнем и контралатеральным плечевым ремнем, который поддерживает вертикальные силы, необходимые для поддержки руки. Основа нашего прототипа сделана из полиоксиметиленового пластика. Поддерживаемая рука удерживается на месте над надутым пузырем с помощью застежки-липучки. Блок-схема процесса строительства представлена ​​на рис.2.

A. Экзомускула пневматической катушки состоит из двух основных частей: длинного пузыря и основания, на котором находится катушка. Мочевой пузырь изготовлен из цельного куска полиэстера с покрытием TPU с застежками-липучками, пришитыми рядом с кончиком, чтобы удерживать ремешок, который позже будет удерживать руку на месте. Затем ткань сшивают в трубку, а затем скручивают на четверть оборота вокруг длинной оси так, чтобы нашивки с крючками и петлями находились по бокам. Затем конец трубки зашивают и вставляют полиуретановый баллон.Затем через первый слой ткани и одну сторону мочевого пузыря вставляется порт для подключения, чтобы обеспечить надувание. B. Базовая станция состоит из четырех нестандартных деталей, изготовленных из полиоксиметилена, задней пластины с прорезями для поясного ремня, двух боковых скоб с отверстиями для плечевого ремня, передней пластины и дискового тормоза. Баллон наматывается на D-вал, а боковые распорки и дисковый тормоз надеваются на концы D-вала. Могут быть добавлены хомуты вала для дополнительной устойчивости.Затем задняя и передняя пластины запрессовываются в выемки на боковых распорках. Затем по желанию можно добавить поролоновую набивку и ремни. C. По завершении основание экзомышечной мышцы опирается на сторону пользователя, поддерживая контралатеральным плечевым ремнем и поясным ремнем, и под плечом, поддерживая другим ремнем.

По завершении эта экзомускула обладает удобными свойствами для взаимодействия с людьми-операторами. Высоту опоры можно регулировать без изменения давления воздуха путем наматывания и разматывания баллона на оси.Рука опирается на надутую трубку, которая достаточно податлива при рабочем давлении воздуха 25-50 кПа, чтобы обеспечить удобную опору. Кроме того, дополнительный материал в верхней и нижней части надутой трубы, где он переходит от прямоугольного поперечного сечения (на концах, где труба наматывается вокруг оси или сшивается прямым швом) к круглому поперечному сечению, создает точки поворота, которые действуют. как шаровые опоры. Эти естественные шарниры сочетаются с податливостью мягких тканей владельца, что обеспечивает гибкую поддержку.Поскольку экзокостюм не должен мешать другим суставам, мы прикрепляем экзомускулу под предплечье, чтобы не пересекать локтевой сустав, что потребовало бы дополнительной податливости относительно длинной оси мочевого пузыря для сохранения полного диапазона движений локтя.

B. Потолочная опора — положительный контроль

Чтобы изучить эффективность конструкции носимой экзомышцы, нам нужна максимально качественная опора, которая может служить положительным контролем для сравнения. Предыдущие исследования, изучающие эффекты компенсации гравитации при ударе, использовали роботизированные экзоскелеты [12] или воздушные салазки с низким коэффициентом трения для поддержки руки [11].В обоих случаях рабочее пространство экзоскелета или стола, поддерживающего воздушные салазки, требует, чтобы задача рабочего пространства была разбита на сегменты с перемещением робота или стола в середине, чтобы завершить измерение рабочего пространства. Эти устройства также добавляют рычагу инерции, что может привести к затруднениям.

Вместо этого мы построили низкоинерционную строповочную опору большого рабочего пространства [35], [36]. Подлокотник мы подвесили к потолку на 165-сантиметровой высокопрочной нейлоновой веревке. Подлокотник располагался под предплечьем как можно ближе к центру масс руки каждого участника.Мы расположили каждого участника так, чтобы его локоть находился прямо под креплением к потолку.

III. Воздействие устройства на здоровую популяцию

Перед тестированием на уязвимой популяции, такой как выжившие после инсульта, мы хотели убедиться, что экзомускул производит намеченные эффекты, и протестировать смешанные эффекты у здоровых участников. С этой целью мы набрали четырех участников без выявленных нарушений опорно-двигательного аппарата или травм (3 мужчины, 1 женщина; возраст: 26 ± 4 года; рост: 180 ± 6 см; масса: 72 ± 10 кг; все правосторонние доминантные).Участники дали свое информированное согласие в соответствии с политикой Стэнфордского внутреннего контрольного совета. Мы проверили, может ли экзомышца разгружать мышцы, отводящие плечо, чаще всего связанные с активацией аномальной синергии сгибателей. Мы также провели тест, чтобы проверить, ограничивает ли экзомускул диапазон движений здоровых пользователей.

A. Дельтовидное мышечное усилие

Чтобы определить, помогает ли наша экзомускула мышцам пользователя при отведении плеча, мы измерили мышечную активность в мышцах плеча, связанную с нарушениями рабочего пространства после инсульта, когда участники выполняли изометрические и динамические задания.Мы измерили мышечную активность переднего и медиального компонентов дельтовидной мышцы с помощью системы ЭМГ Delsys Bagnoli 2 (Натик, Массачусетс, США), считанной с помощью National Instruments USB-600X DAQ (Остин, Техас, США) при 1000 Гц. В изометрических задачах участников просили держать правую руку на высоте плеча (отведение плеча на 90 °) с полностью вытянутым локтем в течение трех секунд в каждой из трех поз: (1) рука прямо перед плечом (90 °). ° сгибание плеча), (2) рука прямо в сторону (сгибание плеча 0 °) и (3) на полпути между этими позами (сгибание плеча 45 °).В динамических задачах участников просили начать в исходной позе, в которой рука поднята на высоту плеча (отведение плеча на 90 °), локоть полностью согнут, а плечо повернуто так, что рука находится прямо перед ним. плечо. Затем участников попросили достичь каждой из трех целевых поз, описанных в изометрических заданиях (плечо отведено на 90 °, локоть полностью разогнут, плечо согнуто на 90 °, 0 ° и 45 °), прежде чем вернуться в исходную позу. Каждую задачу сначала демонстрировал экспериментатор, участников просили подтвердить, что они поняли инструкции, а экспериментатор следил за выполнением каждой задачи, чтобы убедиться, что были достигнуты правильные позы.Каждый участник выполнил изометрические и динамические задания в трех условиях: (1) без посторонней помощи, (2) поддержка экзомышечной мышцы и (3) поддержка потолочной опоры, описанная в Разделе II-B.

Электромиограммы (ЭМГ) каждой мышцы подвергались высокочастотной фильтрации с частотой среза 30 Гц, выпрямлялись, а затем подвергались фильтрации нижних частот с частотой среза 6 Гц для создания линейных огибающих. Все фильтры были фильтрами Баттерворта 8-го порядка с нулевым фазовым сдвигом (функции масла и фильтрации в MATLAB, Натик, Массачусетс, США).Затем мы вычислили среднюю активацию мышц в каждом испытании и мышце и скомпилировали все средние активации мышц, возникающие в результате заданного условия поддержки (неподдерживаемого, экзомышца или идеального) и состояния задачи (изометрического или динамического) в набор. Поскольку однократный тест Колмогорова-Смирнова показал, что данные в некоторых наборах не были нормально распределены, мы использовали непараметрический тест Краскела-Уоллиса, а затем тест Тьюки, чтобы сравнить активацию мышц в разных условиях поддержки.

Использование Exomuscle снизило мышечную активность на 79.5% ( p = 1,7 × 10 ⁻⁹ ) и 58,6% ( p = 9,6 × 10 ⁻⁶ ) в среднем в изометрических и динамических задачах соответственно (рис.3). Идеальная опора снижала мышечную активность на 83,5% ( p = 6,1 × 10 ⁻¹¹ ) и 52,9% ( p = 4,6 × 10 ⁻⁷ ) в среднем в изометрических и динамических задачах соответственно (Рис. . 3). Средняя мышечная активность во время использования exomuscle незначительно отличалась от измеренной при использовании идеальной опоры в изометрических или динамических задачах с α = 0.05 уровень уверенности. Оба вспомогательных устройства поддерживают отведение плеча, как и предполагалось.

Средние значения активации передней и медиальной дельтовидных мышц были рассчитаны для каждого испытания изометрических и динамических задач. Они были объединены в наборы в зависимости от типа опоры: без посторонней помощи, экзомышца или потолочная опора. Как в изометрических, так и в динамических задачах мышечная активность снижалась при использовании экзомышечной и потолочной опоры.Не было разницы между активациями мышц, зарегистрированными в двух условиях поддержки при уровне достоверности α = 0,05 в любой задаче.

B. Диапазон движений

Чтобы быть полезным при выполнении широкого круга задач, экзомускула не должна препятствовать движению верхней конечности, поддерживая отведение плеча. Чтобы измерить диапазон движений верхних конечностей, мы использовали захват движения (Impulse X2E, Phasespace, Сан-Леандро, Калифорния, США) для измерения кинематики тела на частоте 135 Гц, в то время как участникам было предложено перейти к крайним точкам сгибания локтя и плеча без посторонней помощи. , с экзомышечной опорой и с потолочной опорой.Мы также оценили вращение плеча без посторонней помощи и с поддержкой экзомышечной мышцы. Мы не тестировали вращение плеча с помощью потолочной опоры, потому что она прикрепляется к предплечью и, таким образом, не позволяет вращать плечо.

Данные захвата движения были отфильтрованы нижними частотами с частотой 20 Гц с использованием фильтра Баттерворта 8-го порядка с нулевым фазовым сдвигом (функции масла и фильтрации в MATLAB, Натик, Массачусетс, США). Любые промежутки в траекториях маркеров, вызванные временными перекрытиями маркера, заполнялись с помощью кубической интерполяции (функция interp1 в MATLAB).Мы вычислили угол локтя, используя угол между вектором предплечья (вектор, соединяющий светодиодные маркеры, расположенные на латеральном надмыщелке плечевой кости с локтевым надмыщелком) и вектором плеча (вектор от акромиона к латеральному надмыщелку плечевой кости). Мы вычислили угол сгибания плеча как угол между вектором туловища (вектор, соединяющий акромион с позвоночным C7) и вектором плеча. Мы вычислили угол внутреннего / внешнего вращения плеча как угол между вектором предплечья и вертикальной осью системы координат захвата движения.Для сравнения различных условий мы вычисляем диапазон движения как разницу между каждым экстремумом. Например, диапазон движения локтя — это разница между максимальным углом сгибания локтя и максимальным углом разгибания локтя. Затем мы сгруппировали диапазоны движений для сгибания / разгибания локтя и сгибания / разгибания плеча в один набор для каждого условия поддержки. Поскольку однократный тест Колмогорова-Смирнова показал, что данные в некоторых из этих наборов не были нормально распределены, мы использовали непараметрический тест Краскела-Уоллиса, чтобы сравнить диапазон движения в разных условиях поддержки.Мы использовали непараметрический тест Вилкоксона со знаком рангового ранга для сравнения внутренней / внешней ротации плеча в условиях опоры без посторонней помощи и экзомышечной, поскольку опора на потолке не допускает этого движения.

Результаты анализа диапазона движений показаны на рис. 4. Ни экзомышца, ни потолочная опора не изменили диапазон движений для сгибания / разгибания плеча или сгибания / разгибания локтя ( p = 0,97, Kruskal-Wallis). Экзомышца не уменьшала диапазон движений плеча при внутреннем / внешнем вращении ( p = 0.89, знаковый ранговый тест Уилкоксона). Таким образом, экзомышца и потолочная опора не препятствуют движению неподдерживаемых суставов.

В дополнение к поддержке отведения плеча, экзомускула сконструирована таким образом, чтобы минимизировать ее влияние на другие степени свободы верхних конечностей. Здесь мы измерили диапазон движений плеча и локтя в случае без посторонней помощи (красный), при использовании экзомускулы (синий) и при поддержке потолочного устройства (серый).Диапазон движений не изменился в зависимости от условий ( p = 0,97, критерий Краскела-Уоллиса).

IV. Влияние устройства на двигательную активность после инсульта

Наше устройство было разработано для поддержки отведения плеча, что ранее показало, что оно увеличивает доступную рабочую зону у выживших после инсульта [8], [11] за счет снятия нагрузки с аномальных синергетических эффектов сгибателей [9], [10] . Чтобы определить, увеличивает ли помощь отведения плеча от нашего устройства доступное рабочее пространство после инсульта, как и ожидалось, мы набрали 6 выживших после инсульта с двигательными нарушениями верхних конечностей.Мы отобрали участников в процессе набора, чтобы включить участников со слабостью руки, у которых инсульт произошел более чем за 6 месяцев до даты исследования, и исключить тех, у кого смешанные проблемы со здоровьем, сенсорный дефицит или которые испытывают боль во время пассивных движений руки. Все участники дали свое информированное согласие в соответствии с политикой Стэнфордского внутреннего контрольного совета. Мы провели тест Фугля-Мейера для верхних конечностей и протестировали всех участников на предмет визуального и тактильного игнорирования.Мы также провели мануальный мышечный тест (MMT) и модифицированную шкалу Эшворта (MAS) на бицепсах, трицепсах и дельтовидных мышцах каждого участника. Из соображений безопасности при поднятии руки мы также проверили всех участников на предмет лопаточно-плечевого ритма. Результаты этих оценок, а также демографическая информация показаны в таблице I. Мы измерили доступное рабочее пространство всех участников в трех условиях поддержки: без посторонней помощи, поддержка экзомышечной системы и максимальная поддержка. Мы также протестировали индикатор активации синергии сгибателей в каждом состоянии и проверили эффекты сеанса.

ДЕМОГРАФИЯ ВЫЖИВШЕГО ИНСУЛЬТА И ОЦЕНКИ КЛИНИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ.

A. Методы

Мы разработали нашу экзомускулу, чтобы способствовать отведению плеча и, таким образом, увеличить доступное рабочее пространство для пользователей, перенесших инсульт, во время ношения устройства. В пилотных исследованиях, однако, показалось, что у одного участника доступное рабочее пространство без посторонней помощи увеличилось сразу после короткого периода упражнений с поддержкой экзомышек по сравнению с доступным рабочим пространством без посторонней помощи до упражнения. О таких эффектах сеанса редко сообщают [37], [38], и нейрофизиологические механизмы такого спонтанного восстановления, если они существуют, могут быть полезны для исследования.Таким образом, мы разработали протокол, чтобы не только оценить (1) доступное рабочее пространство и (2) активацию синергии сгибателей в каждом состоянии поддержки, но также (3) может ли короткий период вспомогательных упражнений привести к краткосрочным улучшениям моторики.

Наш протокол состоит из набора оценок, выполненных с каждым из 3 условий поддержки. При каждой оценке доступное рабочее пространство измерялось с использованием протокола, описанного ниже в Разделе IV-A1, а показатель активации синергии сгибателей измерялся с использованием протокола, описанного ниже в Разделе IV-A2.Каждый участник самостоятельно выполнил первую серию оценок, чтобы получить базовые измерения. Затем участникам случайным образом назначали опорное состояние (экзомышечная или потолочная опора), и они завершили испытание с этим опорным условием, за которым следовало испытание с другим опорным условием, как показано на рис. 5. Каждое испытание состоит из оценки синергии рабочего пространства и сгибателей с опорой. назначенная поддержка с последующим десятиминутным интервенционным испытанием, предназначенным для воспроизведения упражнения, которое, как оказалось, произвело эффект сеанса в пилотном исследовании.В этом испытании с вмешательством участники выполняли одни и те же круговые движения по часовой стрелке и против часовой стрелки рукой, используемой для измерения доступного рабочего пространства (см. Раздел IV-A1). Направление круговых движений определялось случайным образом и повторялось в течение 1 минуты. При необходимости разрешалось до трех 1-минутных периодов отдыха. Затем опора была удалена, и участники провели еще одно рабочее пространство и оценку синергии сгибателей без поддержки для проверки каких-либо эффектов упражнения. Затем участники отдыхали десять минут, прежде чем выполнить еще одну оценку рабочего пространства и синергии, чтобы определить, исчезли ли какие-либо эффекты упражнений.Перед финальной оценкой участникам был предоставлен еще один десятиминутный отдых. Затем участники выполнили тот же набор тестов с другим условием поддержки, экзомускулой или потолочной опорой.

Участники выполнили базовую оценку без поддержки ни одного тестового устройства. Затем участников случайным образом распределили, чтобы они сначала использовали экзомышцу или потолочную опору. Они выполнили оценку с этой поддержкой, после чего последовало 10-минутное упражнение с поддержкой.Последующие оценки с перерывами на 10-минутные перерывы проводились после каждого упражнения, чтобы измерить остаточные эффекты использования устройства. Затем участники повторили этот набор тестов с другой поддержкой. Каждая оценка состоит из измерения рабочего пространства и записи прокси для активации синергии сгибателей.

1) Оценка рабочего пространства

Мы следовали протоколу, используемому для измерения доступного рабочего пространства у выживших после инсульта от Sukal et al. [8] с небольшими изменениями для размещения наших устройств и оборудования.В каждом случае участников проинструктировали индивидуально сгибать и разгибать локоть и плечо, чтобы очертить как можно больший круг, которого они могли достичь, удерживая руку и локоть поднятыми на высоту плеча. Чтобы записать самое большое рабочее пространство, участники выполняли 6 кругов за измерение, по 3 в каждом направлении с произвольным порядком, и их тренировал экспериментатор, который демонстрировал идеальную форму на всем протяжении. В каждом испытании кинематику руки регистрировали с использованием захвата движения (Impulse X2E, Phasespace, Сан-Леандро, Калифорния, США) при 135 Гц со светодиодными маркерами, размещенными на позвоночном С7, акромионе, ключице, локтевом суставе, латеральном надмыщелке плечевой кости, лучевом шиловидном отростке, локтевом суставе. шиловидный и первый сустав.

Данные захвата движения были отфильтрованы нижними частотами при 20 Гц с использованием фильтра Баттерворта 8-го порядка с нулевым фазовым сдвигом (butter.m и filterfilt.m в MATLAB, Натик, Массачусетс, США). Любые промежутки в траекториях маркера, вызванные временными перекрытиями (менее 0,2 секунды) маркера, были заполнены с использованием кубической интерполяции (функция interp1 в MATLAB). Любые окклюзии, длящиеся более 0,2 секунды, в нашем анализе игнорировались, а не интерполировались, чтобы избежать получения неверных данных. Мы вычислили достижимую рабочую область руки, используя граничную функцию в Matlab, которая вычисляет вогнутую границу вокруг входных данных и вычисляет площадь этой границы.Однако, поскольку исходная задача, описанная Sukal et al. [8] требовали, чтобы рука оставалась на высоте плеча на протяжении всего эксперимента, мы не учитывали данные, в которых рука (определяемая как маркер на локтевом надмыщелке) или локоть (определяемая как маркер на латеральном надмыщелке плечевой кости) опускалась ниже На 20 см ниже уровня плеча (определяется как маркер на акромионе). Из-за окклюзии у некоторых участников мы заменили маркер C7 на акромион во всех испытаниях.Поскольку выбранный порог 20 см может повлиять на результаты, мы провели анализ чувствительности этого значения, представленного в Приложении.

Мы также вычислили диапазон сгибания / разгибания локтя и плеча, достигнутый во время записи рабочего пространства, используя тот же метод, который описан в Разделе III-B.

2) Оценка синергии сгибателей

Считается, что увеличение рабочего пространства, которое обычно происходит при компенсации силы тяжести, происходит из-за разгрузки синергии сгибателей.Чтобы оценить относительную величину синергетического эффекта сгибателей, Ellis et al. [39] разработали эксперимент по приблизительной активации синергии сгибателей, в котором пораженная рука находится в позе, которая активирует дельтовидные мышцы — и, таким образом, синергию сгибателей в тех, которые выражают аномальную синергию сгибателей — при измерении активности мышц двуглавой мышцы. Мы скопировали этот эксперимент с каждым из наших условий поддержки, прося каждого участника удерживать позу в течение трех секунд, в которой рука и локоть были подняты на высоту плеча, при этом рука лежит перед плечом, а локоть согнут примерно на 70 °, в то время как активность двуглавой мышцы измерялась с помощью системы Delsys Bagnoli 2 (Натик, Массачусетс, США), считываемой с помощью National Instruments USB-600X DAQ (Остин, Техас, США) при 1000 Гц.

ЭМГ от каждого участника были отфильтрованы верхними частотами с частотой среза 30 Гц, выпрямлены, а затем отфильтрованы нижними частотами с частотой среза 6 Гц для создания линейных огибающих. Все фильтры были фильтрами Баттерворта 8-го порядка с нулевым фазовым сдвигом (функции масла и фильтра в MATLAB). Затем мы вычислили среднюю активацию мышц в каждом испытании.

B. Результаты

1) Рабочее пространство

Площадь рабочего пространства увеличилась с опорой экзомышц у 4 из 6 участников по сравнению с 5 из 6 с опорой на потолок (рис.6). Двое участников, у которых не увеличилось рабочее пространство с поддержкой экзомышек, были двумя участниками с наибольшей базовой площадью рабочего пространства (S2 и S6, рис. 6). Только участник 4 не увеличил площадь рабочего места с потолочной опорой. Этот участник также проявил наибольшую утомляемость и спастичность. Обратите внимание, что мы представляем изменение площади рабочего пространства относительно как базового измерения, так и относительно предыдущего испытания без посторонней помощи на рис. 6B. Мы обсуждаем сравнение с предыдущим испытанием без посторонней помощи, потому что это, вероятно, более точное измерение из-за эффектов усталости и спастичности, обсуждаемых в Разделе IV-B3.

A. Площадь рабочего пространства, измеренная для каждого участника в трех условиях поддержки: без посторонней помощи, экзомышца и потолочная поддержка. B. Площадь рабочего пространства увеличилась только для трех участников с использованием экзомускулы (синие полые кружки), в то время как потолочная опора увеличила рабочее пространство для пяти участников (серые полые кружки). Парикмахерские брюки с небольшими рабочими местами без посторонней помощи получили больше преимуществ от обоих устройств.У четырех участников увеличилось рабочее пространство при компенсации усталости путем сравнения с предыдущим испытанием без посторонней помощи, а не с первым. C. Диапазон движений локтя сильно коррелировал с площадью рабочего пространства (r = 0,84). Эта корреляция поддерживает аргумент, что поддерживающие устройства разгружают синергию сгибателей, которая ограничивает диапазон движений локтя. Объем движений плеча слабо коррелировал с площадью рабочего пространства (r = 0,34).

Изменения в рабочей области сильно коррелировали с изменениями диапазона движений локтя (r = 0.84), в то время как диапазон движений плеча слабо коррелировал с площадью рабочего пространства (r = 0,34, рис. 6C), что согласуется с выводами Sukal et al. [8].

2) Синергия сгибателей

Активация бицепса во время упражнения на отведение плеча, прокси для активации синергии сгибателей, снизилась у 4/6 и 5/6 участников, использующих экзомускулу и потолочную опору, соответственно. Активация бицепса слабо коррелировала с диапазоном движений локтя (r = 0,31) и площадью рабочего пространства (r = 0,41) (рис. 7). Хотя корреляции, показанные на рис.7 являются слабыми, они демонстрируют ожидаемую тенденцию: снижение активации синергии сгибателей приведет к увеличению диапазона движений локтей и увеличению доступного рабочего пространства. Эта корреляция может быть слабой из-за нашей ограниченной способности отбирать участников с аномальной активацией синергии сгибателей, что добавляет шума к этому измерению.

Мы измерили активацию двуглавой мышцы как показатель синергии сгибателей [39].Изменения в активации бицепса слабо отрицательно коррелировали как с диапазоном движений локтя (слева), так и с площадью рабочего пространства (справа).

3) Эффекты сеанса

После нашего вмешательства мы не заметили увеличения площади рабочего пространства за один сеанс. Скорее, мы видели кратковременное сокращение рабочего пространства, связанного с использованием руки, вероятно, из-за усталости или связанных с использованием эффектов спастичности (рис. 8). Площадь рабочего пространства после упражнения на экзомышцу уменьшилась больше, чем после упражнения с потолочной опорой (p = 0.03, сумма рангов Уилкоксона), предполагая, что использование экзомышцы утомляет больше, чем использование потолочной опоры. Поскольку участники не восстановили эти потери в рабочей области между первой и третьей оценками без посторонней помощи (p = 0,79, сумма Уилкоксона rnk), этот зависящий от времени эффект, вероятно, повлиял на наши результаты. Если мы сравним площадь рабочего пространства при использовании экзомускулы с предыдущим испытанием, в котором помощь не использовалась, а не базовое измерение, 4/6 участников увеличивают рабочее пространство в среднем на 180 ± 90 см ² .

Площадь рабочего пространства уменьшилась больше после упражнения с экзомускулой, чем с потолочной опорой (слева, p = 0,03, критерий суммы рангов Вилкоксона), что позволяет предположить, что использование экзомускулы было более утомительным, чем потолочная опора. Площадь рабочего пространства не возвращалась к исходному уровню после двух десятиминутных периодов отдыха (справа, p = 0,79, критерий суммы рангов Вилкоксона), предполагая, что усталость или спастичность могли сыграть роль в уменьшении измерений рабочего пространства во второй половине эксперимента.Чтобы контролировать это, мы сравнили измерения рабочего пространства с самым последним испытанием без посторонней помощи в дополнение к базовому испытанию, показанному на рис. 6.B.

V. Обсуждение

Мы разработали актуатор экзокостюма с одной степенью свободы, который мы называем экзомускулой, для поддержки отведения плеча, проверили, что он работает так, как задумано у здоровых участников, и проверили его эффективность в увеличении показателя двигательной активности при инсульте. выжившие. Несколько недавних устройств включают несколько контролируемых степеней свободы для управления более широким диапазоном действий пользователя.Мы применяем противоположный подход, пытаясь помочь только одной степени свободы, показанной в других работах, чтобы быть эффективным в улучшении показателя способности двигателя после удара, доступной рабочей области. Мы подтвердили на здоровых испытуемых, что наша экзомышца снижает активность мышц, отводящих плечо, необходимую для поддержки против силы тяжести и участвующую в уменьшении площади рабочего пространства. Мы также подтвердили, что экзомускула не препятствует совместному движению плеча или локтя. Затем мы измерили площадь рабочего пространства у шести человек, переживших инсульт, и обнаружили увеличение площади рабочего пространства у четырех человек с опорой экзомышечной мышцы.Мы сравнили экзомускулу с потолочной опорой, служившей положительным контролем, что увеличило площадь рабочего пространства у пяти участников. Хотя эти два показателя у здоровых участников были одинаковыми, потолочная опора превосходила экзомускулу по всем параметрам у выживших после инсульта. Этот результат подчеркивает необходимость изучения воздействия устройств на целевую группу.

Несколько конструктивных факторов могут повлиять на разницу в характеристиках двух устройств у пострадавших от инсульта. Определенные дизайнерские уступки, которые были сделаны для того, чтобы экзомускул можно было носить, не являются необходимыми для потолочной опоры.Наиболее заметным из них является то, что потолочная опора поднимает предплечье пользователя, в то время как экзомышца поддерживает предплечье пользователя, оставляя опору для предплечья пользователю. Эта уступка позволяет пользователям exomuscle внутренне вращать плечо и обеспечивает более простую конструкцию, чем потребовалась бы для поддержки предплечья во всем диапазоне движения плеча и локтя. Эта уступка мало что изменила для здоровых пользователей, которые могли поддерживать свои предплечья, используя экзомускулу для поддержки.С другой стороны, выжившие после инсульта часто нуждались в дополнительной опоре предплечья, обеспечиваемой потолочной опорой, для сохранения позы эксперимента.

Выжившие после инсульта имеют разный уровень двигательных способностей в зависимости от размера и локализации поражения, а также от лечения. Выжившие после инсульта часто испытывают сочетание сенсомоторного дефицита, включая аномально спаренные суставы [10], [11], [40], повышенный шум при восприятии и оценке [41], мышечную слабость [42] и спастичность [43].Наша экзомышца была разработана, чтобы помочь людям с аномально связанными суставами в форме синергии сгибателей [44]. Однако наша процедура скрининга, вероятно, не смогла различить людей с аномальной синергией сгибателей и, например, с мышечной слабостью. Эти сенсомоторные дефициты могут по-разному влиять на двигательную активность [45], что может частично объяснить, почему у некоторых из наших участников доступное рабочее пространство увеличилось на 130%, а у других уменьшилось на 70%.

Экзокостюмы, не имеющие жесткого каркаса, требуют, чтобы опорно-двигательный аппарат пользователя выдерживал дополнительные нагрузки, создаваемые устройством. Во многих случаях эти нагрузки являются сжимающими [26], [32] — [34]. Однако наше устройство может создавать растягивающие нагрузки на плечевой комплекс, который должен поддерживаться мягкими тканями. Некоторым выжившим после инсульта трудно выдерживать растягивающие нагрузки в плече даже в ненагруженном состоянии, что приводит к подвывиху. Хотя существуют коммерческие скобы для защиты от подвывиха у выживших после инсульта, которые можно использовать параллельно с нашим устройством, лучшим подходом может быть разработка вспомогательных устройств, которые либо создают сжимающие нагрузки на плечо в удобном диапазоне, либо те, которые не добавляют результирующую силу. к плечу, как в традиционных экзоскелетах, каркас которых поддерживает их собственные силы реакции.

Открытые проблемы для этого устройства включают активное управление, требующее прозрачного распознавания намерений и подключения всех приводов и источников питания. Простым надувным устройствам, таким как наше, по-прежнему требуется привод, компрессор, источник питания, контроллер и датчики для прозрачной автономной работы. Учитывая, что наше устройство предназначено для компенсации гравитации, предсказуемой силы, эффекты которой меняются только в зависимости от состояния тела, чисто механические устройства могут быть спроектированы так, чтобы делать то же самое с 0 контролируемыми степенями свободы [46] — [49].Такие механизмы могут обеспечивать поддержку отведения плеча, которая меняется в зависимости от позы, чтобы нейтрализовать влияние силы тяжести на руку пользователя без приводов, компрессоров, источников питания, контроллеров или датчиков. Жесткие рамы этих механизмов реагируют на приложенные нагрузки, а это означает, что к плечевому комплексу не прикладывается чистая сила, которая может вызвать дискомфорт у выживших после инсульта.

В то время как наша экзомышца разработана для нужд людей, переживших инсульт, другие группы населения также могут получить пользу от подобных устройств.Было показано, что терапия с поддержкой силы тяжести улучшает клинические показатели двигательных способностей у участников с церебральным параличом [50]. Устройства, компенсирующие гравитацию, также могут обеспечивать преимущества при движении для людей с мышечной дистрофией [51], хотя большинство существующих примеров устанавливаются на инвалидных колясках и не подходят для ношения.

Благодарности

Мы благодарим Марка Каткоски за использование системы EMG и Кару Велкер, Кара Нуньес, Майкла Райтора, Зонге Чуа и остальных сотрудников Стэнфордской лаборатории CHARM за их конструктивные комментарии и тестирование конструкции прототипа.Мы благодарим Марион Баквалтер, Джули Муччини, Кара Флавин, Элизабет Осборн, Эстер Ра, Эмили Хуанг, Майкла Шарпа и остальных участников Сети совместных действий при инсульте (SCAN) Стэнфордского университета за их помощь в доработке протокола исследования и в наборе участников. .

ПРИЛОЖЕНИЕ

A. Чувствительность к выбранному пороговому значению

Для оценки площади рабочего пространства на высоте плеча в нашем эксперименте мы не принимали во внимание точки данных, в которых маркеры руки или локтя опускались ниже маркера плеча на порог 20 см (рис.6). Однако, поскольку этот порог может повлиять на наши результаты, мы выполняем анализ параметра для значения порога. Наш анализ параметров показывает, что измерения рабочего пространства с использованием потолочной опоры нечувствительны к выбранному краю, вероятно, из-за предоставленной опоры для предплечья.

Мы вычислили доступную рабочую область, используя данные, в которых рука и локоть находились в пределах пороговой высоты плеча 20 см.Здесь мы вычисляем достижимую рабочую область для различных пороговых значений в диапазоне от 5 см до учета всех точек (> 30 см) для каждого участника в каждом условии поддержки.

Ссылки

1. [1] .↵
2. [2] .↵
3. [3].
4. [4] .↵
5. [5] .↵
6. [6] .↵
7. [7] .↵
8. [8] .↵
9. [9] .↵
10. [10] .↵
11. [11] .↵
12. [12] .↵
13. [13].

    MD Ellis, T. Sukal, T.ДеМотт и Дж. П. Девальд, «Упражнения Act 3D нацелены на дискоординацию, вызванную гравитацией, и улучшают достижение рабочей зоны у людей с инсультом», в Международной конференции IEEE по реабилитационной робототехнике, 2007, стр. 890–895.

14. [14] .↵
15. [15] .↵

    В. Дюшейн и С.М. Госселин, «Исследование устойчивости взаимодействия человека и робота с использованием теории Ляпунова», в Международной конференции IEEE по робототехнике и автоматизации, 2008 г., стр. 2189–2194.

16. [16].↵
17. [17] .↵
18. [18].
19. [19] .↵
20. [20] .↵

    P. Polygerinos, S. Lyne, Z. Wang, LF Nicolini, B. Mosadegh, GM Whitesides, and CJ Walsh, «На пути к мягкой пневматической перчатке для рук. реабилитация », в Международной конференции IEEE / RSJ по интеллектуальным роботам и системам, 2013 г., стр. 1512–1517.

21. [21] .↵

    Дж. Реалмуто и Т. Сэнгер, «Роботизированный ортез предплечья с использованием спиральных приводов на основе мягкой ткани», Международная конференция IEEE по мягкой робототехнике, 2019 г., стр.591–596.

22. [22] .↵

    К. С. Симпсон, А. М. Окамура и Э. У. Хоукс, «Exomuscle: надувное устройство для поддержки плечевого сустава», Международная конференция IEEE по робототехнике и автоматизации, 2017 г., стр. 6651–6657.

23. [23].

    В. Огунтосин, В. С. Харвин, С. Кавамура, С. Дж. Насуто и Ю. Хаяси, «Разработка носимого вспомогательного мягкого роботизированного устройства для реабилитации локтевого сустава», в Международной конференции IEEE по реабилитационной робототехнике, 2015 г., стр.747–752.

24. [24] .↵

    Р. Нативидад и К. Йоу, «Разработка мягкого роботизированного вспомогательного плечевого устройства для отведения плеча», Международная конференция IEEE по биомедицинской робототехнике и биомехатронике, 2016 г., стр. 989–993 .

25. [25] .↵

    CT O’Neill, NS Phipps, L. Cappello, S. Paganoni и CJ Walsh, «Мягкий носимый робот для плеча: дизайн, характеристика и предварительные испытания», в Международная конференция IEEE по реабилитационной робототехнике, 2017, стр.1672–1678.

26. [26] .↵
27. [27].

    Р. Ф. Нативидад, С. В. Хонг, Т. М. Миллер-Джексон и К.-Х. Йео, «Экзорубка: мягкий роботизированный экзоскелет для помощи в повседневной жизни», в Международном симпозиуме по носимой робототехнике, Springer, 2018, стр. 406–409.

28. [28] .↵

    Л. Тисени, М. Ксилояннис, Д. Кьярадия, Н. Лотти, М. Солацци, Х. Ван дер Коой, А. Фризоли и Л. Масиа, «На краю» между мягким и жестким: вспомогательный экзоскелет плеча с избыточной кинематикой », в Международной конференции IEEE по реабилитационной робототехнике, 2019 г., стр.618–624.

29. [29] .↵
30. [30] .↵
31. [31] .↵

    ZM Hammond, NS Usevitch, EW Hawkes, and S. Follmer, «Пневматический привод мотовила: проектирование, моделирование и реализация. , ”В Международной конференции IEEE по робототехнике и автоматизации, 2017 г., стр. 626–633.

32. [32] .↵

    М. Венер, Б. Куинливан, П. М. Обин, Э. Мартинес-Виллалпандо, М. Бауманн, Л. Стирлинг, К. Холт, Р. Вуд и К. Уолш, » Легкий мягкий экзокостюм для помощи при ходьбе », — Международная конференция IEEE по робототехнике и автоматизации, 2013 г., стр.3362–3369.

33. [33].

    Ю. Мао и С. К. Агравал, «Управляемый тросом экзоскелет плеча для реабилитации верхних конечностей», Международная конференция IEEE по робототехнике и автоматизации, 2011 г., стр. 4163–4168.

34. [34] .↵

    EA Brackbill, Y. Mao, SK Agrawal, M. Annapragada и VN Dubey, «Динамика и контроль надетого экзоскелета плеча с тросовым приводом с четырьмя степенями свободы», в IEEE International Конференция по робототехнике и автоматизации, 2009, стр.2300–2305.

35. [35] .↵
36. [36] .↵

    Дж. Эссерс, А. Мурджа, А. Бергсма, П. Верстеген и К. Мейер, «Обратный динамический анализ влияния верхней конечности. компенсация гравитации во время достижения », в Международной конференции IEEE по реабилитационной робототехнике, 2013 г., стр. 1–5.

37. [37] .↵
38. [38] .↵
39. [39] .↵
40. [40] .↵
41. [41] .↵
42. [42] .↵
43. [43]. ↵
44. [44].
45. [45].↵

    С. М. Скетч, К. С. Симпсон, Ф. Кревекер и А. М. Окамура, «Моделирование влияния сенсомоторных дефицитов на достижение производительности», Международная конференция IEEE по реабилитационной робототехнике, 2017 г., стр. 31–37.

46. [46] .↵

    Дж. Л. Гердер, «Разработка статически сбалансированной опоры для рук: Armon», Международная конференция IEEE по реабилитационной робототехнике, 2005 г., стр. 281–286.

47. [47].

    L. F. Cardoso, S. r.Tomá zio и J. L. Herder, «Концептуальный дизайн пассивного ортеза руки», в International Design Engineering Technical Conference и Computers and Information in Engineering Conference, vol. 36533, 2002, стр. 747–756.

48. [48].

    Л. Ван Энгельховен и Х. Казеруни, «Разработка и предполагаемое использование стратегии пассивного срабатывания экзоскелета, поддерживающего плечо», на конференции IEEE Wearable Robotics Association Conference, 2019, стр. 7–12.

49. [49].№

    И. Бабик, А.Б. Кунья и М.А. Лобо, «Игра с предметами у детей с артрогрипозом: эффекты вмешательства с экзоскелетной одеждой Playskin LiftTM», в American Journal of Medical Genetics Part C: Seminars in Medical Genetics, Wiley Online Библиотека, т. 181, 2019. С. 393–403.

50. [50] .↵
51. [51] .↵

Изменение отведения плеча | Трансмиссия Бейсбол

Интеграция данных оценки в помощь спортсменам жизненно важна для того, что мы делаем в Driveline.Одна часть данных, которую мы иногда видим, — это питчеры с высокими подъемами локтей. Сегодня мы обсуждаем то, что мы видим, с точки зрения тренировочной площадки и биомеханической оценки. Это будет хорошим примером того, как вы можете комбинировать биомеханику, оценки и повторное тестирование со знаниями тренера по метанию, чтобы помочь добиться положительных изменений движений у ваших спортсменов.

Тренировочная перспектива лазания на локтях

В компании Driveline питчеры проводят наши упражнения на сдерживание почти каждый день.Каждое упражнение предназначено для спортсмена, чтобы сосредоточиться на определенной части качки. Хотя поворотный датчик является ключевым упражнением для переназначения действий руки, вы, вероятно, можете увидеть подъемы локтя почти в каждом упражнении.

Возьмите, например, это видео, снятое сзади спортсмена, и подумайте, как оно дает нам представление о движении его руки и, более конкретно, о том, где его локоть находится по отношению к его плечам.

«Высокий подъем локтя» может быть определен как плечевая кость (верхняя часть руки), которая слишком высоко поднимается для освобождения мяча.Технически это называется высоким отведением плеча. Ниже приведен пример измерения похищения:

Мы видели, что в среднем элитные метатели более последовательны в отведении плеча от контакта передней ноги до выброса мяча — почти как если бы их локти и плечи вращались в одной плоскости друг с другом.

Отметьте, куда он бросает мяч в первой обойме. Это действительно важно — он бросает прямо перед лицом.

Итак, мы увидели, что движение его руки может нуждаться в некоторой корректировке, но есть некоторые шаги, которые необходимо предпринять, когда вы приближаетесь к внесению таких изменений.

1. Объясните неэффективность движения. В этом случае я показал ему путь, по которому его локоть находился по отношению к его плечам, и сказал ему представить, как они вращаются в одной плоскости до тех пор, пока не освободятся.
2. Покажите спортсмену то, что видите вы (тренер). Я показал ему, куда он «целился» — прямо перед его лицом, почти поперек его тела. Мяч приземлился на другую сторону его тела, что указывало на то, что он бросал не в кого-то перед собой, а больше в сторону перчатки. Исправление заключалось в том, чтобы прицелиться по прямой линии от его плеча, и я попросил его установить и визуализировать точную цель на стене (кусок ленты в качестве цели также может помочь).Из-за этого ему было намного труднее преувеличить спираль локтя и поднять локоть над плечами.
3. Измените среду. Конкретно для этого спортсмена распространенной ошибкой было то, что он скорректировал направление своей нижней половины, чтобы компенсировать то, куда он бросал мяч, и его рука вернулась обратно. Мы поставили его на кусок ленты и сказали, что он не может приземлиться на другой стороне ленты передней ногой.

Спортсмены, работающие на стене PlyoCare, часто могут отвлекаться, сосредоточившись на своих движениях внутри, вместо того, чтобы сосредоточиться на внешнем.В этом случае мы хотели бы попробовать изменить окружающую среду (в данном случае с помощью ленты), чтобы увидеть, сможем ли мы улучшить движения спортсмена.

Биомеханика подъема на высокий локоть

В отчетах по биомеханике мы получаем различные кинематические показатели верхней и нижней части тела во время метательного движения. В этом случае мы рассмотрим положения верхней части туловища, такие как сгибание локтя, внешнее вращение, горизонтальное отведение плеча и отведение плеча, по отношению к другим сегментам, когда они перемещаются от контакта стопы через освобождение мяча.Как упоминалось выше, при отведении плеча мы обычно хотим видеть последовательность от контакта стопы через отпускание мяча под углом около 90 градусов.

Как это выглядит в отчете? Ниже мы вырезали вторую страницу нашего отчета по биомеханике, на которой описываются кинематические положения верхней части тела спортсмена. Отведение плеча выделено в таблице красным прямоугольником, а путь, который следует под углом от контакта стопы до освобождения мяча, обозначен фиолетовой линией на графике, обведенной красным прямоугольником.Как вы можете видеть, плечо находится прямо около 90 градусов при контакте с ногой и освобождении мяча и обычно следует прямой линии вдоль этого пути под углом 90 градусов.

Мы коснулись важности последовательного движения руки. Но с биомеханической точки зрения также имеет смысл, что мы хотели бы иметь постоянное движение в этой плоскости. Во время движения руки плечевая кость уже должна будет двигаться через поперечную плоскость (горизонтальное отведение плеча), выходя из-под нагрузки на лопатку и расслабляясь.

Кроме того, самое быстрое движение в спорте будет происходить в этом суставе за счет внутреннего вращения плечевой кости со скоростью более 6000 град / сек. Поскольку все это движение уже происходит вокруг этих двух осей, добавление дополнительных движений плечевой кости на уровне плеча может привести к неэффективности и нежелательному стрессу.

ВАЖНОЕ ПРИМЕЧАНИЕ: Не все пути рычагов одинаковы. Не всем нужно разделять идею отведения плеча под углом 90 градусов от контакта стопы до выхода мяча.Это общее наблюдение, и в конечном итоге все бросают немного по-своему. Также возможно, что у определенного метателя должен быть другой путь отведения из-за недостатков ROM, столкновений, антропометрических различий и т. Д. Идея пути отведения плеча исходит от среднего уровня элитных метателей, которых мы видим повсюду. В этом случае мы используем спортсмена в качестве примера того, кому будет выгодна корректировка из-за его уровня производительности и другой информации, которая была собрана в его оценке.

Смена движения руки на стене Plyo

Специально для этого спортсмена он скорректировал направление своей нижней половины, чтобы компенсировать то, куда он бросал мяч. Таким образом, движение его руки не могло привести к необходимой корректировке. Затем нам пришлось настроить его нижнюю половину так, чтобы он приземлился прямо впереди, но все еще мог попасть в точку на стене, которую мы отметили. Мы поставили его на землю с помощью другого куска ленты и сказали, что он не может приземлиться на другой стороне ленты передней ногой.

Давайте посмотрим на второе видео после вмешательства

Вы можете видеть, что корректировка цели улучшила раскручивание его руки. Локоть намного ближе к одной плоскости с плечами.

Хотя мы увидели немедленные результаты в том, что его движения руки улучшились так, как мы хотели, эту практику нужно будет тренировать часто, если возможно, ежедневно, чтобы избавиться от этой привычки. Важно, чтобы спортсмен сосредоточился на том, что он чувствует, когда он выполняет упражнение правильно в рамках ограничений, чтобы он мог воспроизвести его в другом месте без ограничений.

Наконец, важно помнить, что это упражнение может не работать вечно и может не подойти всем. Как тренер, вы должны взвесить потенциальные недостатки упражнения и его корректировок с потенциальными улучшениями.

Повторные тесты биомеханики могут помочь нам определить, сохранятся ли изменения

Вот отличный пример спортсмена, для которого у нас есть данные оценки и повторного тестирования о том, кому нужно было сделать подобное изменение. Когда он появился, мы сочли, что его путь отведения плеча «нуждается в улучшении».”

Ты это видел? Это прямо здесь. Вот давайте попробуем другой взгляд, может быть, это поможет.

Как насчет сейчас? Нет? Честно говоря, я тоже, и я каждый день смотрю на эти изображения. Но когда мы смотрим на данные о пути отведения плеча, становится совершенно ясно, что путь плечевой кости неэффективен, и есть возможности для улучшения. Это также отличный пример ценности отчетов по биомеханике и их способности предоставлять нам объективные данные, которые мы иногда можем упустить.

• Рука начинается почти на 19 градусов выше 90 при контакте стопы.
• Он опускается ниже 90 до примерно 87 градусов (как видно на графике).
• Затем он возвращается на угол 107 градусов за счет отпускания мяча.

Это довольно много ненужных движений вокруг оси, которые мы хотели бы видеть более последовательными.

Это было отмечено в тренировочном профиле спортсмена:

«Отведение плеча при выпуске мяча довольно велико, поэтому внимательно следите за траекторией движения руки и убедитесь, что вы не преувеличиваете спираль локтя.Pivot Pickoffs будет лучшим упражнением, чтобы почувствовать это ».

Данные ничего не значат, если мы не отслеживаем, а затем повторно проверяем. Итак, несколько месяцев спустя, уделяя особое внимание движению рук и их траектории, мы повторно протестировали этого спортсмена в лаборатории биомеханики. На вид не так много, но мы внесли довольно значительные изменения.

Опять же, на видео сложно рассказать, но отчет может дополнить остальную историю этого спортсмена:

Довольно чистый ход руки.Вы можете видеть, что пурпурная линия отведения плеча остается довольно постоянной под углом примерно 90 градусов от контакта стопы при отпускании мяча. Вот еще один вид, в котором я наложил данные оценки и повторного тестирования. Данные оценки останутся в цвете, а данные повторного тестирования станут черными.

Несколько важных моментов, на которые следует обратить внимание на этот оверлей:

• У него значительно более чистый путь похищения (фиолетовый).
• Он все еще может выдерживать достаточную нагрузку на плечо в горизонтальном направлении / на лопатку (красная линия).
• Он достигает значительно большего максимального внешнего вращения (MER). Возможно, это новое положение похищения позволило спортсмену достичь большего MER.

Кроме того, этот спортсмен набрал 5 миль в час от его оценочной скорости на холме (84 миль в час) до его скорости на выходе из холма (89 миль в час). При этом также сохраняется низкий максимальный варусный момент от оценки (74 Нм) до повторного испытания (80 Нм).

Давайте посмотрим, как выглядит наложение, когда мы сравним захват движения в обоих отчетах:

Красный: оценка

Зеленый: повторный тест

Опять же, трудно увидеть много, но вот что говорят нам данные:

• Не похоже, что локоть при повторной проверке находится настолько «ниже», что означает, что положение туловища и наклон сильно влияют на угол отведения плеча.
• На долю секунды посередине вы можете увидеть, как спортсмен достиг большого максимального внешнего вращения, что может быть связано с этим более эффективным путем отведения.

• В среднем, у элитных метателей наблюдается постоянное отведение плеча от контакта передней ноги через выпадение мяча (близкое к 90 градусам). Хотя, как мы упоминали ранее, бывают исключения.
• Как тренеры, иногда можно увидеть это у спортсменов на плио-стене, но наличие отчета о захвате движения в Driveline имеет большое значение для подтверждения наших наблюдений и результатов вмешательств.
• Возможно, упражнения на ограничение могут помочь улучшить такие показатели, как отведение плеча. В дополнение к упражнениям может быть полезно изменить среду для желаемых изменений движений. Кроме того, важно разъяснить спортсмену, какое движение желательно, чтобы он мог стремиться «почувствовать» изменение.

Эта запись в блоге написана в соавторстве с тренером Брайаном Лесли и биомехаником Энтони Брэди, отредактировал Майкл О’Коннелл

Какова функциональная анатомия мышц плеча при травмах вращательной манжеты плеча?

Автор

Джерард А. Маланга, MD Основатель и партнер, New Jersey Sports Medicine, LLC и New Jersey Regenerative Institute; Директор по исследованиям Atlantic Health; Клинический профессор кафедры физической медицины и реабилитации Медицинского и стоматологического университета Нью-Джерси-Медицинская школа Нью-Джерси; Научный сотрудник Американского колледжа спортивной медицины

Джерард А. Маланга, доктор медицины, является членом следующих медицинских обществ: Alpha Omega Alpha, Американская академия физической медицины и реабилитации, Американский колледж спортивной медицины, Американский институт ультразвука в медицине, International Spine Общество вмешательства, Североамериканское общество позвоночника

Раскрытие информации: служить (d) в качестве докладчика или члена бюро докладчиков для: Lipogems.

Соавтор (ы)

Christopher J Visco, MD Доцент кафедры реабилитации и регенеративной медицины Колледжа врачей и хирургов Колумбийского университета; Помощник директора программы ординатуры, Пресвитерианская больница Нью-Йорка

Кристофер Дж. Виско, доктор медицины, является членом следующих медицинских обществ: Американской академии физической медицины и реабилитации, Американской ассоциации нервно-мышечной и электродиагностической медицины, Американского колледжа спортивной медицины, Американской медицинской ассоциации , Американская ассоциация студентов-медиков / Фонд, Ассоциация академических физиотерапевтов, Международное общество по вмешательству на позвоночнике

Раскрытие информации: нечего раскрывать.

Джей И. Боуэн, DO Доцент кафедры физической медицины и реабилитации, Медицинская школа Рутгерса, Нью-Джерси

Джей И. Боуэн, доктор медицины, является членом следующих медицинских обществ: Американской академии остеопатии, Американской академии физической медицины и Реабилитация, Американский колледж спортивной медицины, Американская остеопатическая ассоциация, Американский остеопатический колледж физической медицины и реабилитации, Североамериканское общество позвоночника, Физиатрическая ассоциация позвоночника, спорта и профессиональной реабилитации

Раскрытие информации: выступить (d) в качестве докладчика или члена бюро ораторов для: Lipogems
Иметь 5% или более акций в: DataBiologics.

Специальная редакционная коллегия

Франсиско Талавера, фармацевт, доктор философии Адъюнкт-профессор, Фармацевтический колледж Медицинского центра Университета Небраски; Главный редактор Medscape Drug Reference

Раскрытие информации: Получил зарплату от Medscape за работу. для: Medscape.

Генри Т. Гойц, доктор медицины Академический председатель и заместитель директора Института спортивной медицины Детройтского медицинского центра; Директор Центра образования, исследований и профилактики травм; Содиректор стипендии ортопедической спортивной медицины

Генри Т. Гойц, доктор медицины, является членом следующих медицинских обществ: Американская академия хирургов-ортопедов, Американское ортопедическое общество спортивной медицины

Раскрытие информации: раскрывать нечего.

Главный редактор

Крейг С. Янг, доктор медицины Профессор, кафедра ортопедической хирургии, общинная и семейная медицина, медицинский директор спортивной медицины, Медицинский колледж Висконсина

Крейг С. Янг, доктор медицины, является членом следующих медицинских обществ: Американская академия семьи Врачи, Американский колледж спортивной медицины, Американское медицинское общество спортивной медицины, Phi Beta Kappa

Раскрытие информации: раскрывать нечего.

Дополнительные участники

Эндрю Л. Шерман, доктор медицины, магистр медицины Адъюнкт-профессор клинической реабилитационной медицины, заместитель председателя, руководитель службы позвоночника и опорно-двигательного аппарата, директор программы стипендий SCI и программ резидентуры PMR, Департамент реабилитационной медицины, Университет Майами, школа Леонарда Миллера of Medicine

Andrew L Sherman, MD, MS является членом следующих медицинских обществ: Американская академия физической медицины и реабилитации, Американская ассоциация нейромышечной и электродиагностической медицины, Ассоциация академических физиотерапевтов, Флоридское общество физической медицины и реабилитации

Раскрытие информации: нечего раскрывать.

Благодарности

Стивен Дж. Андрус, доктор медицины Научный сотрудник по спортивной медицине, отделение физической медицины и реабилитации, Институт реабилитации Кесслера, Университет медицины и стоматологии Нью-Джерси

Стивен Дж. Андрус, доктор медицины, является членом следующих медицинских обществ: Американской академии физической медицины и реабилитации, Американского колледжа спортивной медицины, Американской медицинской ассоциации и Физиатрической ассоциации позвоночника, спорта и профессиональной реабилитации

Раскрытие: Ничего не раскрывать.

Отведение плеча — Morphopedics

Келли Гафнер

Отведение плечевого сустава (GH) можно описать как нижний перекат / скольжение выпуклой головки плечевой кости внутри вогнутой суставной ямки лопатки при поднятии руки от средней линии во фронтальной плоскости ¹ .

Основные движущие силы:

• Supraspinatus: инициирует похищение
• Дельтовидная

Нормальный ПЗУ при отведении на 180 градусов; однако только 120 градусов отведения производятся через сустав GH.Правильные движения грудино-ключичного (SC) и лопаточно-грудного (ST) суставов необходимы для достижения полного отведения ROM. В суставе SC ключица должна скользить по грудине снизу. В суставе ST лопатка должна вращаться вверх на грудной клетке. Предполагается, что на каждые 2 степени отведения GH сустав ST обеспечивает 1 степень отведения. Это соотношение получило название «плечево-лопаточный ритм ¹ ». Видео ниже более подробно описывает эти отношения.

Источник: http: // www.Physio-pedia.com/Scapulohumeral_Rhythm

Вторичные мышцы:

• Зубчатая мышца передняя
• Верхняя и нижняя трапеции

Эти вторичные мышцы помогают добиться вращения лопатки вверх.

Корень нерва:
Корешок нерва C5 обычно проверяется на целостность отведения плеча; тем не менее, для полного отведения плеча необходимы вклады от C3-7.

Видео ниже содержит 3 упражнения, которые можно использовать для увеличения ROM при отведении плеча.

Растяжка руки через грудь:
Попросите пациента начать с сидения или стоя и, дотянувшись одной рукой до груди, используйте другую руку для поддержки вокруг локтя. Другой рукой помогайте тянуть, пока не почувствуете растяжение в плече / руке.
Выполните эту растяжку 3 раза по 30 секунд.

Рука за спиной с растяжкой Theraband:
Попросите пациента начать стоять, вытягивая руку, обращенную в сторону от двери. Закрепите ремень или тесьму вокруг дверной ручки или аналогичного предмета.Держа терабэнд в руке, позвольте руке отойти за спину и начните отходить от двери, пока не почувствуете растяжение в плече / руке. Обязательно держите оба плеча вперед. Выполните эту растяжку 3 раза по 30 секунд.

Растяжка надостной мышцы с полотенцем:
Попросите пациента начать сидеть или стоять. Оберните полотенце через плечо — другой рукой возьмитесь за спину, чтобы схватить другой конец полотенца. Верхней рукой потянитесь вверх так, чтобы другая рука начала подниматься вверх по спине и чувствовалось растяжение в плече.Выполните эту растяжку 3 раза по 30 секунд.

Растяжение отводящих мышц плеча может быть показано пациентам с адгезивным капсулитом, симптомами, похожими на соударение, и после любых реконструктивных операций на плече.

Ниже представлены 3 видео с упражнениями, которые можно использовать для увеличения силы отведения плеча.

Изометрическое укрепление отводящего плеча:
Попросите пациента приложить подушку к стене и встать так, чтобы рука задействованной стороны была прижата к подушке.Локоть следует согнуть под углом 90 градусов. Затем пациенту следует прижать плечо к стене и удерживать статическое сокращение в течение 10 секунд. Выполните 3 повторения и увеличивайте число повторений по мере необходимости.

Укрепление отводящего плеча с помощью эластичных лент:
Попросите пациента начать стоять с лентой Theraband под ботинком и руками по бокам. Повернув большой палец вверх и взявшись за терабэнд, медленно и контролируемым движением поднимите руку в сторону до конца диапазона или непосредственно перед тем, как почувствуете боль.Вернитесь в исходное положение медленно и контролируемым образом. Выполняйте это упражнение ежедневно в 3 подхода по 10 повторений и увеличивайте сопротивление или количество повторений по мере необходимости.

Укрепление отводящего плеча со свободными весами:
Попросите пациента начать стоять со свободными весами в руках и руками, лежащими по бокам. Повернув большие пальцы вверх, медленно и контролируемым движением поднимите руки в стороны до конца диапазона или непосредственно перед тем, как почувствуете боль. Вернитесь в исходное положение медленно и контролируемым образом.Выполняйте это упражнение ежедневно в 3 подхода по 10 и увеличивайте вес или количество повторений по мере необходимости.

Чтобы узнать больше о потенциальных клинических синдромах, при которых могут применяться эти методы, перейдите по ссылкам, указанным ниже.

Укрепление эксцентрического отводящего плеча при ущемлении плеча:
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22441232

Сравнение методов мобилизации высокой и низкой степени при лечении адгезивного капсулита плеча: рандомизированное контролируемое исследование
http: // ptjournal.apta.org/content/86/3/355.short

На этом веб-сайте представлена ​​дополнительная информация об анатомии, функциях и распространенных патологиях плечевого комплекса:
http://www.wheelessonline.com/ortho/shoulder_index

1. Нойман Д.А. Плечевой комплекс. В Neumann DA: Кинезиология опорно-двигательного аппарата: основы физической реабилитации. Филадельфия, Пенсильвания: Мосби; 2002: 5,91-132.

В чем разница между похищением и аддукцией? (Биомеханика)

Загрузите эту статью в формате.Формат PDF

В медицине и биомеханике движения конечностей и других частей тела к центральной линии тела или от нее (линии, проходящей вверх и вниз по центру человеческого тела) называются приведением и отведением соответственно.

Приведение — это движение части тела по направлению к средней линии тела. Итак, если человек вытягивает руки прямо у плеч и опускает их по бокам, это приведение. Для пальцев рук и ног приведение приводит их к центру кисти или стопы.Например, если у человека пальцы широко разведены, их соединение будет приведением. Сведение рук к груди или сближение коленей — другие примеры приведения. Приведение запястья, движение руки к телу у запястья, когда рука находится сбоку от человека, также называется локтевым отклонением. Любая мышца, создающая этот тип движения, называется приводящей мышцей.

Для нормальных глаз (например, не косоглазых), когда правое приведено, оно смещается к центру лица и смотрит влево.При этом левый глаз отводится от средней линии лица и смотрит влево. Итак, у людей с нормальными глазами, когда один глаз сводится, другой отводит.

Отведение — это любое движение конечностей или других частей тела, которое отходит от средней линии тела. Махи руками от тела к плечу или выше — это отведение. Что касается пальцев рук и ног, при отведении пальцы рук или ног отводятся от средней линии кисти или стопы.Подъем рук в стороны, в стороны и отведение коленей от средней линии — вот некоторые примеры отведения. Отведение запястья, отведение руки от тела на запястье, когда рука находится сбоку от человека, называется радиальным отклонением.