ФАКТОРНАЯ МОДЕЛЬ СОСТОЯНИЯ ОСАНКИ

Бенсбаа Абделькрим

Черниговский государственный педагогический университет имени Т.Г. Шевченко

Анализ мирового опыта показывает, что осанка рассматривается в специальной литературе как динамический стереотип, приобретаемый в процессе индивидуального развития на протяжении всего онтогенеза. Она зависит от формы позвоночника, его расположения относительно передней срединной оси тела [2, 6, 7, 8, 15, 16].

В связи с меняющимися пропорциями тела в разные возрастные периоды устойчивое вертикальное положение ребенка достигается разной степенью мышечных усилий и разным взаиморасположением частей тела. Поэтому нормальная осанка у дошкольника, младшего школьника, у юноши и девушки периода полового созревания будет характеризоваться по-разному [3, 7, 10, 12, 18].

Я.Л. Цывьян (1970) отмечал, что при вертикальной позе устойчивое положение тела сохраняется за счет суставно-связочного аппарата позвоночника и главным образом за счет работы мышц, выпрямляющих позвоночник. М.Ф. Иваницкий (1985) считает, что одновременно с этим выявлены напряжение и повышенная электрическая активность подвздошно-поясничных мышц, действующих как сгибатели позвоночника [8, 10].

В целом следует отметить, что роль и место работы мышц при сохранении вертикальной позы не ограничиваются деятельностью мышц, выпрямляющих позвоночник и подвздошно-поясничных. По данным [7, 8], в удержании тела человека в вертикальном положении значительное участие принимают грудная и брюшная полости. Они играют роль своеобразных гидродинамических опор, особенно при поднятии тяжестей, когда напряжение мышц туловища и брюшного пресса создает в этих полостях повышенное давление.

С целью определение взаимосвязи между показателями осанки, а также уровень их значимость нами был проведен корреляционный и факторный анализ [4, 5, 9,11,17].

Для решения поставленной задачи мы использовали результаты собственных исследований, которые включали: характеристики пространственного расположения основных биозвеньев тела, упруго-вязкие свойства мышц, участвующих в регуляции вертикальной позы а также амплитудно-частотные характеристики колебания общего центра масс тела.

Показатели осанки тела человека в положении стоя измерялись с помощью графоаналитического метода по видеограмме вертикальной позы. Показатели осанки определенные нами - углы ₁, ₂, ₃, ₄, ₅, ₆ в градусах и расстояния l₁, l₂, l₃ в мм, рассчитывались с помощью специально разработанных нами прикладных программ видеокомпьютерного анализа.

В результате обработки видеограмм вертикальной позы тела испытуемых были получены значения пространственного расположения основных звеньев тела в соматической системе координат [1].

Упруго-вязкие свойства мышц, участвующих в регуляции вертикальной позы определялись миотонометром доктора Сирмай (Венгрия).

Для регистрация и измерения количественных характеристик колебаний общего центра масс (ОЦМ) тела мы использовали аппаратно-программный комплекс стабилографических исследований [13, 14].

В исследовании приняли участие 24 мальчика одного возраста (16 лет), двигательная активность которых не превышала нормативов школьной программы физического воспитания. Они были отобраны практически не имея отклонений в здоровье.

Анализ корреляционной матрицы, которая включала 18 показателей, дал возможность выявить наличие взаимосвязи между ними (табл. 1).

Так существенные корреляционные взаимосвязи обнаружились между показателями
угла ₁ и тонусом трапециевидной мышцы (r=-0,320), икроножной мышцы (r=0,305); между углом ₄ и тонусом икроножной мышц (r=0,371); между углом ₆ и тонусом трапециевидной мышцы, большой ягодичной мышцы, двуглавой мышцы бедра (r=0,410, r=0,344, r=0,310 соответственно); а также между расстоянием l₁ и тонусом трапециевидной мышцы (r=-0,314); между расстоянием l₃ и тонусом большой ягодичной мышцы, икроножной мышцы (r= -0,309, r= 0,348 соответственно).

Таблица 1

Выявлена взаимосвязь между тонусом трапециевидной мышцы и амплитудно-частотных характеристик колебаний общего центра масс тела испытуемых Аср.Y (амплитуда колебаний ОЦМ в сагиттальной плоскости), Acp.X (амплитуда колебаний ОЦМ во фронтальной плоскости), fcp.X (частота колебаний ОЦМ во фронтальной плоскости), (r=0,362, r= -0,384, r=0,354 соответственно); отрицательная взаимосвязь между тонусом мышцы выпрямляющей позвоночник и fcp.Y (частота колебаний ОЦМ в сагиттальной плоскости) (r=-0,350).Тонус большой ягодичной мышцы коррелирует с показателями Аср.Y, и fср.Y (r=0,403, r= -0,328 соответственно). Выявлена также взаимосвязь между пространственными показателями и амплитудно-частотными характеристиками колебаний общего центра масс тела испытуемых, между углом ₁ и fср.Y (r=0,369), между
углом ₂ и Аср.Y, Acp.X (r=-0,316, r= -0,409 соответственно), между углом ₃ и fср.Y (r=0,471), между углом ₅ и fср.Y, Acp.X (r=0,315, r=0,388 соответственно), между углом ₆ и Аср.Y (r=0,312).

Для проведения факторного анализа использовались данные пространственных характеристик осанки, биомеханических свойств мышц и амплитудно-частотных характеристик общего центра масс тела.

Факторный анализ позволил выделить 7 факторов определяющих состояние осанки. Они составляли 80,57% от обшей дисперсии.

Первый фактор (22,50 % от обшей дисперсии выборки) имеет высокую положительную корреляцию с показателем частоты колебаний ОЦМ в сагиттальной плоскости (r=0,828), с показателями тонуса мышц выпрямляющей позвоночник и большой ягодичной имеет отрицательную корреляцию (r= -0,614, r=-0.564 соответственно), c показателями углов наклона головы ?₁ - r=0,308 и ?₅- r=0,434. Этот фактор был интерпретирован нами как фактор "статических рефлексов".

Второй фактор (13,04 % от обшей дисперсии выборки) имеет наибольшее факторные веса имеет по показателям упруго-вязких свойств трапециевидной мышцы, ягодичной мышцы и двуглавой мышцы бедра (соответственно r=0,786, r= 0,575, r=0,490), отмечается также значимые факторные веса по показателям угла наклона туловища r= 0,697 и амплитуды колебаний общего центра масс тела в сагиттальной плоскости r=0,663. Этот фактор можно интерпретировать как фактор "нервно-мышечной координации при выпрямлении туловища".

Третий, четвертый и пятый факторы (соответственно 11,81 %, 10,71 и 9,23 % от обшей дисперсии выборки) учитывая, что эти факторы обнаруживают значительную корреляционную зависимость с показателями пространственного расположения звеньев тела человека относительно вектора гравитации (линейные от r= 0,910 до r=0.862; угловые от r=0,838 до r=0,606) в совокупности интерпретируются как фактор "геометрических показателей".

Шестой фактор (7,51 % от обшей дисперсии выборки) определен как фактор "латеральной устойчивости", где отмечается высокая положительная корреляция с показателем частоты колебаний общего центра масс тела во фронтальной плоскости (r= 0,913).

Седьмой фактор (5,76 % от обшей дисперсии выборки) фактор "опорных свойств нижних конечностей" где отмечается высокая отрицательная взаимосвязь с показателем тонуса икроножной мышцы (r=-0,923).

Поскольку вышеприведенные анализы дают основание утверждать, что между характеристиками пространственного расположения основных биозвеньев тела человека, в положении стоя, а также биомеханическими свойствами скелетных мышц и амплитудно-частотных характеристик колебаний ОЦМ тела человека существуют значительные корреляционные взаимосвязи, мы можем найти эти зависимости между этими показателями. Представим эти зависимости в виде линейных уравнений регрессии второго порядка, имеющих следующий вид:

(1),

где Y - определенное биомеханическое свойство мышцы (зависимая переменная); x₁, ..., x₁₇ - независимые между собой переменные (на пример характеристики пространственного расположения тела человека в стойке), от которых зависит это биомеханическое свойство мышцы; а₀, ... , а₁₇, b₁, ... , b₁₇ - коэффициенты при переменных.

Таким образом, мы получаем уравнения для моделирования биомеханических свойств мышц, участвующих в регуляции вертикальной позы тела человека по показателям характеристик пространственного расположения тела человека в стойке.

МОДЕЛИ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ТОНУСА СКЕЛЕТНЫХ МЫШЦ ТЕЛА ДЕТЕЙ
16 ЛЕТ (МАЛЬЧИКИ)

Трапециевидная мышца (m.trapezius):

F = 100,8465407-1,034970286.₁-0,052372188.₂+0,479309795.₃+0,001521336.₄
      +0,130015769.₅+0,144824677.₆ -0,233314868.l₁-0,029833878.l₂ +0,191679106.l₃

(2),

Мышца, выпрямляющая позвоночник (m.erector spinae):

F = 96,52168395-0,333300535.₁-0,443868895.₂+ 0,634089039.₃- 0,114362372.₄
       -0,268474329.₅+0,134764618.₆+0,587592755.l₁-0,003528207.l₂ -0,141877285.l₃

(3),

Большая ягодичная мышца (m.gluteus маximus)

F = 103,9342197+1,097692096.₁-0,388546447.₂-0,530797043.₃-0,094902016.₄
       -0,739610617.₅+0,856566615.₆+ 0,597866605.l₁-0,005058416.l₂ -0,422425604.l₃

(4),

Двуглавая мышца бедра (m.biceps femoris)

F = 98,3700035-0,13780758.₁-0,13039307.₂ -0,420009093.₃-0,1462947.₄
     -0,110927659.₅ +0,262044467.₆ -0,468479941.l₁-0,253582683.l₂+ 0,681244778.l₃

(5),

Икроножная мышца (m.gastrocnemius)

F = 78,24799388+2,188515695.₁-0,263803993.₂ -0,76845092.₃+0,368457653.₄
       -0,681559133.₅+0,477281663.₆+0,381259291.l₁-0,217586589.l₂+0,021521917.l₃

(6),

По показателям амплитудно-частотных характеристик колебаний ОЦМ мы получаем следующие уравнения для определения тонуса мышц:

Трапециевидная мышца (m.trapezius):

F = 69,984 + 3,88878.Acp.Y+0,56034.fcp.Y-3,2235 Acp.X+2,758.fcp.X

(7),

Мышца выпрямляющая позвоночник (m.erector spinae):

F = 76,16+1,56507. Acp.Y-6,8109.fcp.Y+3,55676.Acp.X+2,37896.fcp.X

(8),

Большая ягодичная мышца (m.gluteus маximus)

F = 57,4149+7,90561.Acp.Y-6,9691.fcp.Y+1,73404. Acp.X+1,6777.fcp.X

(9),

Двуглавая мышца бедра (m.biceps femoris)

F = 94,9405+4,8211.Acp.Y-4,5536.fcp.Y-4,7573.Acp.X+0,73876.fcp.X

(10),

Икроножная мышца (m.gastrocnemius)

F= 113,215+0,05047.Acp.Y-0,7261.fcp.Y-1,3885.Acp.X-1,2133.fcpX

(11),

Исходя из этого, для определения углов наклона головы и туловища (₁, ₆), как элементы факторной структуры осанки человека, нами были получены следующие уравнения, показатели этих углов были проняты за функцию (Y), а перечисленные показатели тонуса скелетных мышц и амплитудно-частотные характеристики колебания ОЦМ тела человека в качестве аргументов (X).

Y₍₁₎ = -8,7325-0,438.F₁+0,07281.F₂+0,05443.F₃+0,22342.F₄+0,21049.F₅
              -1,792.Acр.Y+5,41044. fcp.Y+0,70252. Acр. X+0,34597. fcp.X

(12),

Y₍₆₎ = -88,032+0,64834.F₁-0,131.F₂+0,08402.F+0,22934.F+0,09899.F
              -0,5084.Acp.Y+0,12328.fcp.Y+4,07569.Acp.X-0,4549.fcp.X

(13)

где F₁ - F. m.trapezius; F₂ - F. m.erector spinae; F₃ - F.m.gluteus maximus; F₄- F. m.biceps femoris; F₅ - F. m.gastrocnemius; Acр.Y - амплитуда колебаний ОЦМ в сагиттальной плоскости; fcp.Y- частота колебаний ОЦМ в сагиттальной плоскости; Acр. X - амплитуда колебаний ОЦМ во фронтальной плоскости; fcp.X - частота колебаний ОЦМ во фронтальной плоскости.

Из высше изложенного, можно сделать заключение о том, что осанка является результатом скоординированных и взаимосвязанных между собой элементов факторной структуры осанки, характеризующих состояния нервно-мышечной системы и геометрии масс тела человека, которые значительно определяют уровень устойчивости человека в вертикальной позы.

Поступила в редакцию 04.05.2001г.

  На главную    В библиотеку    Обсудить в форуме 

При любом использовании данного материала ссылка на первоисточник обязательна!

Реклама: