Верхние конечности и нижние человека: Строение скелета верхних и нижних конечностей

Содержание

Цветное дуплексное сканирование сосудов шеи, верхних и нижних конечностей (УЗДГ)

Метод дуплексного сканирования (иногда называют триплексный режим) объединяет в себе УЗИ-визуализацию стенки и просвета сосуда в черно-белом режиме, цветовое кодирование потока (ЦДК) и спектральный допплеровский анализ.

Преимущества:

  • безвредность для больного,
  • существенно меньшая стоимость по сравнению с рентгеноконтрастной ангиографией и МР-ангиографией,
  • высокая информативность (возможность изучения эхоструктуры сосудистых поражений и оценки степени функциональных нарушений гемодинамики на ранних доклинических стадиях заболевания),
  • возможность частого проведения обследования.

В медицинском центре «Аудиомед» можно сделать дуплексное сканирование отделов сосудистой системы человека: уздг шеи, уздг верхних и нижних конечностей.

Осложнения и побочные эффекты

Осложнений, побочных эффектов, противопоказаний у метода дуплексного сканирования (УЗДГ) нет.

По мнению авторитетных специалистов, отраженному в материалах Международного конгресса по ангиологии (Лондон 1995), дуплексное сканирование – «золотой стандарт» диагностики сосудистых заболеваний.

Показания к дуплексному сканированию брахиоцефальных артерий:

  • Наличие факторов риска развития атеросклероза: курение, гиподинамия, гиперлипидемия, ожирение, сахарный диабет, возраст старше 40 лет, неблагоприятная наследственность, хронические стрессовые факторы.
  • Синдром головной боли.
  • Повышение артериального давления.
  • Разное артериальное давление на верхних конечностях.
  • Планирование оперативных вмешательств по поводу различных видов кардиальной патологии.
  • Состояние после операций на сосудах головы и шеи.
  • Перенесенный инсульт.
  • Опухолевидные образования на шее.
  • Имеющиеся заболевания сосудов другой локализации.

Показания к дуплексному сканированию артерий верхних и нижних конечностей:

  • Боли, ощущение онемения в конечностях в покое и при нагрузке.
  • Изменение окраски кожных покровов.
  • Нарушение волосяного покрова.
  • Разное артериальное давление на руках.
  • Склонность к замерзанию пальцев рук или ног.
Исследование бассейнов экстракраниальных (шея) и интракраниальных (внутримозговых) сосудов – наиболее информативный современный метод диагностики нарушений мозгового кровообращения, позволяющий оценить не только функциональные показатели кровотока, но и анатомические изменения сосуда (проходимость, состояние стенки, изгибы, мальформации и др.). Дуплексное сканирование используется также для исследования периферического кровобращения, сосудов нижних и верхних конечностей.

Термин «дуплекс» означает комбинацию двух ультразвуковых режимов: В-режима и допплеровского. При исследовании в В-режиме датчик прибора излучает ультразвук определенной частоты, который проникает через ткани. На границе тканей с различной плотностью ультразвук отражается и возвращается к датчику. Датчик работает в так называемом импульсном режиме, испуская ультразвук и улавливая отраженный сигнал через различные промежутки времени. Чем дальше от датчика располагается отражающая структура (ее еще называют эхогенной), тем больше времени проходит между моментом излучения и приема сигнала. Множество кристаллов ультразвукового зонда (датчика) позволяют излучать сигналы под разным углом с переменной задержкой по времени. Таким образом современные мощные системы позволяют практически мгновенно сканировать и реконструировать двумерное изображение исследуемого органа. Допплеровский режим основан на эффекте «Допплера» – при столкновении с движущимся объектом ультразвук не только отражается, но меняет также частоту («допплеровский частотный сдвиг»), значение которого прямо пропорционально скорости объекта. В исследованиях кровеносных сосудов «движущимся объектом» являются эритроциты. Таким образом измеряется скорость кровотока (точнее спектр скоростей, поскольку различные потоки в сосуде двигаются с разной скоростью).
Современные системы позволяют также выстраивать цветную картограмму потока в интересующем сосуде – где цветом кодируется направление и интенсивность кровотока. Этот метод называют цветным допплеровским картированием (ЦДК).

Комбинация двух режимов позволяет получить важную информацию как по анатомии сосудов, их просвета, состояния стенки, оценить морфологические изменения, так и оценить влияние этих изменений на функцию кровообращения, гемодинамику. Дуплексное сканирование – неинвазинвый способ оценки состояния сосудов, позволяет выявить различную патологию, например, стенозы, окклюзии, атеросклеротические бляшки, сосудистые мальформации и др.

Скелет верхней конечности. Функции скелета верхних конечностей

В ходе эволюции скелет конечностей человека подвергся существенным изменениям. Так, ноги, выполняя задачи передвижения и опоры, обеспечивают сохранение тела в вертикальной позиции, а руки стали инструментами труда. Далее рассмотрим подробнее скелет верхней конечности: строение и задачи, которые он выполняет.

Общие сведения

Скелет верхних конечностей человека в ходе филогенеза приобрел значительную подвижность. За счет присутствия ключицы, обеспечивающей соединение костей рук и туловища, люди могут выполнять достаточно обширные движения. Кроме того, элементы, входящие в скелет свободной верхней конечности, имеют подвижное сочленение друг с другом. Это особенно характерно для области кисти и предплечья. Функции скелета верхних конечностей достаточно обширны. Руки приспособлены к сложным видам трудовой деятельности. За счет наличия большого количества костей и сочленений, пальцы могут выполнять разную работу: от написания до сборки каких-либо механизмов. Нога, выступая в качестве органа перемещения и опоры туловища в пространстве, включает в себя более массивные и толстые кости. Их подвижность по отношению друг к другу менее значительна. Скелет верхних и нижних конечностей составлен по общему плану. Он включает в себя две части.

Отделы скелета верхней конечности: кости пояса

Эта часть включает в себя:

  • Лопатку. Она представлена в виде треугольной плоской кости. В лопатке выделяется три края. В частности, присутствует латеральная, медиальная и верхняя часть. Также в лопатке различают три угла. Один – нижний, второй – медиальный, а третий – латеральный, соответственно. Лопатка прилегает к задней стороне грудной клетки. Расположена она в зоне между II-VII ребрами. В сегменте присутствует суставная впадина. Она служит для соединения с ключицей. С задней поверхности лопатки просматривается выступ. Он расположен поперечно. Этот выступ является остью лопатки, отделяющей подостную и надостную ямки.
  • Ключицу. Она представлена в виде S–образной трубчатой кости. В ней различают два конца – плечевой (акромиальный) и грудинный, и тело. Ключица является единственным элементом, за счет которого скелет верхних конечностей человека соединяется с костной структурой туловища. Грудинный конец сегмента утолщен. Он сочленяется с рукояткой грудины. Плоский плечевой конец соединяется с лопаткой.

Вторая часть

В ней скелет верхней конечности состоит из кисти, предплечья и плечевого элемента. Последний сегмент представлен одной костью – плечевой. Кисть включает в себя пальцевые фаланги, пясть и запястье. В предплечье различают два элемента. Оно представлено локтевой и лучевой костями.

Плечевая кость

Она представлена в виде трубчатого длинного элемента. В кости различают диафиз (тело) и 2 эпифиза (конца): верхний и нижний. Первый представляет собой округлую суставную головку. Она служит для соединения с лопаткой. Верхний конец отделяется от тела при помощи анатомической шейки. Ниже нее по наружной стороне располагаются бугорки (возвышения) – малый и большой. Они разделяются посредством борозды. Суженную часть в теле, находящуюся ближе к головке, именуют “хирургической шейкой”. На поверхности кости также присутствует бугристость. Она выступает в качестве участка для присоединения дельтовидной мышцы. Нижний эпифиз имеет расширение и переходит в мыщелок. Он служит для соединения в суставе с лучевой и локтевой костями.

Предплечье

В этой части скелет верхней конечности включает в себя два элемента:

  • Локтевую кость. Она пролегает по внутренней поверхности со стороны мизинца (V пальца). Верхний конец элемента более массивный. В нем различают два отростка: сзади локтевой и спереди – венечный. Они разделяются блоковидной вырезкой для соединения с костью плеча. Наружная (латеральная) сторона венечного отростка содержит лучевую вырезку. Она формирует сустав с окружностью. В нижнем конце локтевая кость образует головку. В ней различают суставную поверхность в виде окружности для соединения с локтевой вырезкой в лучевом элементе. По внутренней (медиальной) стороне проходит шиловидный отросток.
  • Лучевую кость. Она представлена в виде длинного трубчатого элемента. Проходит лучевая кость по наружной поверхности со стороны большого (первого) пальца. Ее верхний конец сформирован головкой цилиндрической формы. На ней присутствует суставная ямка и окружность. Верхние концы в лучевой и локтевой костях участвуют в формировании сустава. Нижний участок имеет локтевую вырезку, шиловидный латеральный отросток. Здесь также присутствует запястная суставная поверхность. Нижние стороны лучевой и локтевой костей формируют лучезапястное сочленение с верхним рядом запястных костей.

Кисть

Скелет верхней конечности в этой зоне представлен костями запястья, пясти и пальцев. Первая зона состоит из двух рядов губчатых коротких костей (по четыре в каждом). В запястье кости сочленяются. Верхняя сторона первого ряда имеет соединения с лучевой костью, посредством суставной поверхности. Нижняя часть второго присоединяется к основанию пястных элементов. Пясть представлена пятью трубчатыми короткими костями. Считать начинают от большого пальца. В каждой пястной кости присутствует головка, основание и тело. Первый элемент сочленяется с верхней фалангой в соответствующем пальце. Фаланги представляют собой трубчатые короткие костные элементы. В них присутствует головка, основание и тело. В первых двух элементах различают суставные поверхности. У верхних фаланг этот сегмент имеет сочленение с головкой в соответствующей кости пясти, у нижних и средних – с расположенной выше (проксимально) фалангой. В большом пальце присутствует две трубчатые кости, в остальных – по три.

Возрастные особенности развития: кости пояса

Все элементы, включенные в скелет верхней конечности, кроме ключицы, проходят соединительнотканную стадию, хрящевую, костную.

  • Лопатка. Ее первичный участок окостенения закладывается на втором месяце внутриутробного развития. От этой точки развиваются ость и тело сегмента. К концу 1-го года жизни в клювовидном отростке закладывается самостоятельный участок окостенения, а к 15-18 годам – он формируется в акромионе. На 15-19 году клювовидный отросток сращивается с лопаткой.
  • Ключица. Ее окостенение происходит достаточно рано. Этот участок скелета проходит одну – соединительнотканную – стадию. На 6-7-й нед. внутри утробы появляется точка окостенения. Она расположена в центре соединительнотканного зачатка. Из этого участка происходит формирование акромиального конца и тела ключицы, которая у новорожденных практически полностью состоит из костной ткани. В грудинной части формируется хрящ. Ядро окостенения в нем появляется только к 16-18 годам, которое срастается с костным телом в 20-25 лет.
  • Плечо. В проксимальном эпифизе происходит формирование вторичных точек окостенения: в большом и малом бугорке к 1-5-му, и в головке обычно на 1 году жизни. В возрасте 3-7 л. происходит их сращение, а 13-25 лет – присоединение к диафизу. В дистальном эпифизе участок окостенения образуется до 5 лет жизни, латеральном надмыщелке – до 4-6, медиальном – до 4-11. К 13-21 году все части срастаются с диафизом.

Средняя часть

  • Локтевая кость. В 7-14 лет в проксимальном эпифизе закладывается точка окостенения. От нее начинается локтевой отросток, в котором присутствует блоковидная вырезка. К 3-14 годам образуются участки окостенения в дистальном эпифизе. Разрастаясь, костная ткань формирует шиловидный отросток и головку. Сращение с телом проксимального эпифиза происходит на 13-20-м году, дистального – 15-25-м.
  • Лучевая кость. К 2,5-10 годам закладывается участок окостенения в проксимальном эпифизе. Сращение с диафизом происходит к 13-25 годам.

Развитие элементов кисти

  • Запястье. После рождения начинается окостенение хрящей. К 1-2-му году жизни в крючковидной и головчатой костях образуется точка окостенения, на 3-м – в трехгранной, 4-м – полулунной, 5-м – ладьевидной, 6-7-м – трапециевидной , на 8-м – в гороховидной.
  • Пясть. Закладка костей, формирующих эту часть, происходит раньше, чем в запястье. Зоны окостенения в диафизах закладываются к 9-10 неделе эмбрионального развития, за исключением первой кости. В ней участок образуется к 10-11 нед. В эпифизах зоны окостенения появляются между 10 мес. и 7 годами. К 15-25 годам происходит сращение диафиза и головки пястной кости.
  • Фаланги. Точки окостенения тел дистальных элементов появляются к середине второго месяца эмбрионального развития, проксимальных – к началу, а средних – к концу третьего месяца. В фаланговых основаниях участки появляются между 5 мес. и 7 годами. Приращение к телу происходит на 14-21 году.

Скелет верхних конечностей имеет сложную структуру, в которой каждыйэлемент играет свою роль.

Реплантация / реваскуляризация конечностей кисти, пальцев, стоп – Клиника ЦКБ РАН в Москве

Реплантация конечности – это хирургическая операция по приживлению частично или полностью отчлененного сегмента конечности путем сшивания сосудов, соединения повреждённых нервов и костей, и дальнейшим восстановлением кровообращения в присоединенной части тела. Реваскуляризация конечностей подразумевает восстановление ее сосудистой системы. Различают микро- и макрореплантацию. Основным критерием для проведения реплантации конечностей является функциональная целесообразность данной операции, т.е. после ее проведения должна быть достигнута главная задача реплантации – наиболее полноценное восстановление функции конечности (возможность возобновления чувствительности). В экстренных ситуациях пострадавшие задаются вопросом: «Можно ли пришить отрубленные / отрезанные пальцы и сохранить функции кисти?».

Да, благодаря возможностям современной хирургии и микрохирургии при обеспечении правильной сохранности сегмента это стало возможным.

Показания к проведению реплантации

  • Ампутация большого пальца кисти
  • Многочисленные ампутации пальцев
  • Ампутации у детей
  • Ампутация в районе запястья
  • Ампутация предплечья
  • Ампутация на обеих голенях или стопах.

По ряду других факторов вопрос о реплантации решается индивидуально с каждым пациентом.

Противопоказания

Для проведения реплантации существует ряд противопоказаний:

  • Крайне тяжелое общее состояние пострадавшего
  • Старческий возраст
  • Множественные сопутствующие травмы и повреждения
  • Превышение срока (позволяющего провести операцию) с момента ампутации конечности
  • Многочисленное размозжение тканей отделенного сегмента

Сохранение ампутантов

Чаще всего проводятся операции по приживлению конечностей (реплантация руки, ампутированной проксимальнее запястных суставов или реплантация нижних конечностей, ампутированных проксимальнее голеностопных суставов) и их сегментов — стоп, кистей, пальцев. Реплантация кисти, реплантация пальцев кисти наиболее часто встречаются в медицинской практике. Но также возможны реплантации носа, полового члена, скальпа, ушной раковины и др. При доставке травмированного человека в больницу требуется обеспечить сохранность и жизнеспособность отчлененного сегмента. Для этого ампутант необходимо правильно законсервировать (основной метод сохранения ампутанта – его охлаждение до температуры +4°С; ампутант помещают в полиэтиленовый пакет, который вкладывается в пакет со льдом (снегом), смешанным с водой). Для каждого отчлененного сегмента определен свой срок продолжительности жизнеспособности, в течение которого возможно провести реплантацию (например, сохранность в часах при t до +4°С составляет для: пальцев – 16, кистей – 12, плеча, предплечья, голени и стопы – 6).

Этапы проведения реплантации

  1. Первичная хирургическая обработка ран (цель – иссечение всех поврежденных тканей и соответствующим укорочением конечности, удаление инородных тел из раны)
  2. Восстановление костного скелета (сопоставление костных отломков для лучшего сращивания с помощью различных фиксирующих конструкций)
  3. Восстановление сосудов приживляемой конечности (анастомозируют сосуды под микроскопом, возможно пластическое замещение вен и артерий)
  4. Реконструкция сухожильно-мышечного аппарата (наиболее ответственный и важный этап операции, от которого в большей степени зависит функциональный результат)
  5. Восстановление нервов (задача – стремление к первичному восстановлению нервов)
  6. Восстановление кожного покрова (недопустимо натяжение кожи)

По окончании операции применяют наложение повязок с обязательным соблюдением необходимых условий фиксации конечности.

При множественной реплантации пальцев кисти сохраняется последовательность всех этапов.

Реабилитационный период

Правильное и квалифицированное курирование больного в послеоперационном периоде позволяет достичь благоприятного исхода реплантации конечностей. После хирургической операции пациента переводят в отделение реанимации или палату интенсивной терапии. Основной задачей после окончания операции является предотвращение возможных многочисленных осложнений, характерных для этой категории больных. Пациент постоянно находится под наблюдением врачей, которое включает в себя контроль основных жизненных показателей (артериальное давление, ЭКГ, пульс, биохимический анализ крови и др.) и состояния кровообращения реплантированной конечности. Восстановительное лечение заключается в комплексном подходе и включает: медикаментозное лечение, ЛФК, массаж, трудотерапию, электростимуляцию мышц, лазеротерапию, физиотерапию, гидрокинезотерапию и многое другое.

Результативность метода

Профессионально выполненная реплантация позволяет вернуть подвижность, чувствительность и возможность возвращения к прежней деятельности с использованием поврежденной конечности.

По статистике приживление после реплантации полностью ампутированных пальцев кисти наступает у 70-75% больных, а при частичной ампутации – в 90% случаев.

Анатомия, плечо и верхняя конечность, структура и функция руки — StatPearls

Введение

Верхняя конечность или рука — это функциональная единица верхней части тела. Он состоит из трех частей: плеча, предплечья и кисти. Он простирается от плечевого сустава до пальцев и содержит 30 костей. Он также состоит из множества нервов, кровеносных сосудов (артерий и вен) и мышц. Нервы руки снабжаются одним из двух основных нервных сплетений человеческого тела, плечевым сплетением.

Структура и функция

 Верхняя конечность начинается в плечевом суставе. Этот сустав обычно называют шарнирным соединением, хотя правильнее его называть шарнирным соединением. В отличие от тазобедренного сустава, другого шаровидного сустава тела, суставная впадина намного мельче. Это позволяет меньше ограничивать движения в суставе, но ставит под угрозу стабильность в процессе. Локтевой сустав многие называют шарнирным. Это отчасти верно, но не объясняет способность пронации и супинации предплечья в локтевом суставе.Сочленение головки лучевой кости и лучевой вырезки на локтевой кости позволяет это движение. Это создает так называемый «шарнирный» сустав, позволяющий перемещать одну кость по другой. Лучезапястный сустав можно классифицировать как эллипсоидный или мыщелковый. Существуют также суставы костей запястья, которые именуются межзапястными суставами. Несмотря на то, что это синовиальные суставы, они не позволяют много двигаться. Межфаланговые суставы являются основными шарнирными суставами.[1][2][3]

Эмбриология

На третьей неделе развития формируется трехслойный зародышевый диск. Различают три слоя: энтодерму, мезодерму и эктодерму. Хорда формируется из мезодермы, а покрывающая ее эктодерма становится нервной пластинкой. На четвертой неделе начинают формироваться зачатки верхних и нижних конечностей. Мышцы, кости, кровеносные и лимфатические сосуды формируются из мезодермы, тогда как периферические нервы представляют собой дифференцированные клетки нервного гребня.

В общей сложности тридцать костей составляют структуру верхней конечности. Они действуют как основа для работы мышц, кровеносных сосудов, нервов и лимфатических сосудов.В области плеча есть одна кость, плечевая кость. Предплечье состоит из двух костей, лучевой и локтевой. При изображении верхней конечности в стандартном анатомическом положении с обращенной вперед ладонью лучевая кость располагается латерально, а локтевая кость медиально. Однако, поскольку предплечье допускает вращение вокруг центральной оси, термины «лучевой» и «локтевой» обеспечивают лучшее описание при описании направления или местоположения в предплечье, запястье и кисти. Запястье и кисть содержат 27 костей.Есть восемь костей запястья, организованных в проксимальный и дистальный ряды. К проксимальным костям, от лучевой (со стороны большого пальца) до локтевой, относятся ладьевидная (ладьевидная), полулунная, трехгранная и гороховидная. От лучевого до локтевого дистальный ряд состоит из трапеции, трапециевидной, головчатой ​​и крючковидной кости. Есть пять пястных костей, каждая из которых связана с группой фаланг. Есть также 14 фаланговых костей. У пальцев со второго по пятый есть проксимальная, промежуточная и дистальная фаланги, а у большого пальца есть только проксимальная и дистальная фаланги.Хотя могут возникнуть многие повреждения костей, наиболее клинически значимыми являются повреждения плечевой и ладьевидной костей. Травмы шейки плечевой кости могут привести к повреждению подмышечного нерва. Переломы средней части диафиза повреждают лучевой нерв, а надмыщелковые переломы могут повреждать срединный нерв (распространенная мнемоника — «ARM»). Еще одной распространенной клинической патологией является травма ладьевидной кости. Это не только наиболее часто повреждаемая кость запястья, но и частое место аваскулярного некроза из-за ретроградного кровоснабжения.Это обычно происходит при падении на вытянутую руку (FOOSH).

Кровоснабжение и лимфатическая система

Артериальное кровоснабжение верхней конечности начинается с подключичной артерии. Подключичная кость имеет сложный путь через подмышечную впадину, дважды меняя названия, прежде чем доберется до плеча. Когда она проходит одно ребро, она становится подмышечной артерией. В подмышечной впадине он проходит глубоко к малой грудной мышце по направлению к плечевой кости. Она отдает переднюю и заднюю артерии, огибающие плечевую кость, а затем огибает головку плечевой кости кзади, давая начало ее самой большой ветви, подлопаточной артерии.Проходя через малую круглую артерию, она становится плечевой артерией. В этот момент от него отходят глубокие ветви, которые снабжают кровью глубокие структуры руки. Затем он проходит вдоль плечевой кости в лучевой борозде вместе с лучевым нервом. Когда он переходит в локтевой сустав, рядом со срединным нервом, он проходит глубоко к плечевой мышце и разделяется на 2 ветви: лучевую (латеральную ветвь) и локтевую (медиальную ветвь). Лучевая артерия проходит вниз по руке и кровоснабжает глубокую ладонную дугу, а локтевая артерия кровоснабжает поверхностную ладонную дугу.Из-за множества анастомозирующих артерий не так много клинических коррелятов с повреждением артерий верхней конечности.

Венозный отток верхней конечности осуществляется через две крупные вены. Первая, базальная вена, образована лучевой и локтевой венами. Она проходит вдоль медиальной стороны руки, где встречается с плечевыми венами, образуя подмышечную вену. Головная вена начинается вокруг кисти и пересекает переднебоковую область верхней конечности.В конечном итоге она проходит между грудными и дельтовидными мышцами, впадая в подмышечную вену. Срединная локтевая вена – это вена, которая обычно используется в качестве места венепункции. Это ветвь, соединяющая головную и базальную вену.

Нервы

Плечевое сплетение иннервирует все нервы верхней конечности. Он образован передними ветвями спинномозговых нервов на уровнях от С5 до Т1. Плечевое сплетение делится на пять отделов: корни, стволы, отделы, канатики и ветви.Корни, как указывалось ранее, от C5 до T1. Различают три ствола: верхний (С5 и С6), средний (С7) и нижний (С8 и Т1). Каждый шнур делится спереди или сзади, создавая таким образом переднее и заднее деление каждого. Они объединяются, чтобы сформировать шнуры. Задние отделы трех стволов объединяются, образуя задний канатик. Передние отделы верхнего и среднего ствола объединяются, образуя латеральный пучок, а передний отдел нижнего ствола продолжается в виде медиального тяжа.Пять основных ветвей сплетения — это кожно-мышечный, подмышечный, срединный, лучевой и локтевой нервы. Латеральный пучок разделяется на половину срединного нерва и продолжается в виде мышечно-кожного нерва. Медиальный пучок также разделяется, отдавая другую половину срединного нерва, поскольку он продолжается как локтевой нерв. Задний канатик разделяется на подмышечный и лучевой нервы. Плечевое сплетение также иннервирует другие нервы, помимо пяти основных ветвей. Дорсальный лопаточный нерв отходит от нервного корешка С5, а длинный грудной нерв состоит из корешков от С5 до С7.Верхний ствол отдает надлопаточный нерв и нерв подключичной кости. Латеральный грудной нерв отходит от латерального пучка, а медиальный грудной нерв, а также медиальный кожный нерв руки и предплечья отходит от медиального пучка. Задний канатик также имеет отходящие от него 3 нерва: верхний и нижний подлопаточный и торакодорзальный нерв. Клинические проблемы с плечевым сплетением иногда наблюдаются при родах. Паралич Эрба вызывается тракцией/разрывом верхней части туловища, что приводит к повреждению нервных корешков С5 и С6, и обычно связан с тракцией шеи младенца во время родов.Во время родов также наблюдается паралич Клюмпке, при котором вытяжение верхней конечности приводит к разрыву корешков C8 и T1, обычно с оттягиванием руки ребенка вверх при выходе из родовых путей. [6]

Нервные корешки от С5 до С7 иннервируют кожно-мышечный нерв. Двигаясь дистально вниз по плечу, он проникает в клювовидно-плечевую мышцу снизу вверх. Он проходит между двуглавой мышцей плеча и плечевой мышцей, в конечном итоге превращаясь в латеральный кожный нерв, когда проходит латеральнее сухожилия двуглавой мышцы.В целом он обеспечивает двигательную иннервацию трех мышц передней части руки, двуглавой мышцы плеча, плечевой и клювовидно-плечевой мышц, а также сенсорную иннервацию лучевой стороны предплечья. Хотя поражения этого нерва в клинической практике встречаются редко, они теоретически могут привести к ослаблению сгибания и супинации в локтевом суставе, хотя оно не будет отсутствовать из-за действия плечелучевой и супинаторной мышц. Также будет потеря чувствительности на лучевой стороне предплечья.

Нервные корешки С5 и С6 иннервируют подмышечный нерв. Проходя через подмышечную впадину, она проходит между подмышечной артерией сзади и подлопаточной мышцей спереди. Затем она выходит сзади через четырехугольное пространство в сопровождении задней огибающей плечевой артерии. Подмышечный нерв иннервирует дельтовидную мышцу, а также одну из четырех мышц-вращателей манжеты плеча, малую круглую мышцу. Он также обеспечивает сенсорную иннервацию через верхний латеральный кожный нерв руки.Подмышечный нерв обычно повреждается при травме плеча или вывихе плечевой кости. Травма приводит к нарушению отведения руки, атрофии дельтовидной мышцы и потере чувствительности в верхнем латеральном отделе руки.

Срединный нерв отходит от нервных корешков C6 через TI. Иннервирует мышцы-сгибатели передней поверхности предплечья. Основным исключением из этого правила является глубокий сгибатель пальцев, который является единственной мышцей в переднем отделе, иннервируемой локтевым нервом. Срединный нерв проходит от подмышечной впадины вниз по передней части руки, латеральнее плечевой артерии.На полпути вниз по руке она пересекает артерию спереди и входит в переднюю часть предплечья через локтевую ямку. На предплечье нерв проходит между поверхностным сгибателем пальцев и глубокой мышцей, давая начало двум ветвям: переднему межкостному нерву, иннервирующему глубокий отдел передней части предплечья, и ладонному кожному нерву, иннервирующему кожу над лучевой костью. поверхность ладони. Затем он продолжается дистально через запястный канал, где разделяется еще на две ветви: возвратную ветвь, иннервирующую мышцы тенара, и ладонно-пальцевую ветвь, обеспечивающую сенсорную иннервацию лучевой кости 3.5 пальцев и ладонной поверхности, а также двигательная иннервация двух радиальных червеобразных костей. Сдавление срединного нерва в месте запястного канала удерживателем сгибателей вызывает синдром запястного канала. Эта патология проявляется покалыванием, болью и онемением в области распространения срединного нерва дистальнее запястья. Это можно лечить, в большинстве случаев консервативно, шинированием запястья. Инъекции кортикостероидов также могут справиться с этим. В рефрактерных случаях может потребоваться хирургическая декомпрессия путем высвобождения удерживателя сгибателей, которую должен проводить опытный хирург-ортопед. Нерв также часто повреждается при травмах локтя и разрывах запястья.

Лучевой нерв снабжается кровью из каждого корня плечевого сплетения, от C5 до TI. Начинается из подмышечной области и идет вместе с подмышечной артерией, отходящей кзади. Он проходит по задней поверхности плечевой кости в лучевой борозде. Затем он оборачивается сбоку вокруг руки, где встречается с плечевой артерией и проходит рядом с ней. Затем он проходит над латеральным надмыщелком, где разделяется на глубокую и поверхностную ветви.Глубокая ветвь обеспечивает двигательную иннервацию большинства мышц заднего отдела предплечья, а поверхностная ветвь обеспечивает сенсорную иннервацию задней поверхности кисти и пальцев. По ходу лучевого нерва вниз по руке он также обеспечивает иннервацию кожи через нижний латеральный кожный нерв руки, задний кожный нерв руки и задний кожный нерв предплечья, помимо поверхностной ветви. Лучевой нерв обычно повреждается при переломах середины диафиза плечевой кости, что приводит к дефициту моторики трехглавой мышцы и мышц-разгибателей предплечья и запястья.

Локтевой нерв содержит волокна от спинномозговых корешков C8 и T1. Он проходит вниз по плечевой кости и над медиальным надмыщелком. Затем он пронизывает локтевой сгибатель запястья и уступает место трем ветвям на предплечье: мышечной ветви, ладонной и тыльной кожной ветвям. Направляясь вниз по предплечью, она иннервирует локтевую половину глубокого сгибателя пальцев и локтевой сгибатель запястья. Когда он пересекает запястье, он проходит поверхностно к удерживателю сгибателей, в кисть, где он иннервирует мышцы гипотенара, две локтевые червеобразные мышцы и межкостную мышцу.Отходящие кожные ветви также обеспечивают чувствительность локтевой 1/5 пальца. Локтевой нерв чаще всего повреждается в локтевом суставе, хотя повреждение также может быть результатом разрывов запястья. Это также распространенный паралич нерва, наблюдаемый у велосипедистов, потому что локтевой нерв сдавливается, когда он проходит через канал Гийона. Существуют различные проявления повреждения локтевого нерва, в зависимости от локализации повреждения.

Мышцы

Мускулатура верхней конечности довольно обширна, намного больше, чем нижняя конечность.Плечо содержит три мышцы в переднем отделе. Длинная и короткая головки двуглавой мышцы плеча расположены выше, а клювовидно-плечевая и плечевая мышцы – глубоко по отношению к двуглавой мышце. Задний отдел содержит только одну мышцу, трехглавую мышцу плеча. Предплечье состоит из 20 мышц, разделенных на пять отделов. Разрыв сухожилия двуглавой мышцы плеча является распространенной патологией, наблюдаемой при сгибании в локтевом суставе. Пациенты обычно обращаются с выпуклостью в передней части руки, иногда называемой «симптом Попая», после того, как услышали громкий хлопок во время травмы.

Передняя часть предплечья состоит из четырех мышц поверхностной группы: лучевого сгибателя запястья, локтевого сгибателя запястья, длинной ладонной мышцы и круглого пронатора. Единственная мышца в промежуточном / среднем отделе – это поверхностный сгибатель пальцев. Глубокий слой переднего отдела содержит три мышцы: глубокий сгибатель пальцев, длинный сгибатель большого пальца и квадратный пронатор. Эти мышцы состоят в основном из мышц-сгибателей и мышц-пронаторов, а большинство поверхностных мышц отходят от общего сухожилия сгибателей на медиальном надмыщелке плечевой кости.Чрезмерное использование поверхностных мышц-сгибателей может привести к синдрому, известному как медиальный эпикондилит, который иногда называют «локтем гольфиста». Повторяющаяся пронация/сгибание приводит к боли возле медиального надмыщелка, которая усиливается по мере использования.

Задняя часть предплечья разделена на два отдела, поверхностный и глубокий, с семью и пятью мышцами соответственно. Поверхностный отдел состоит из локтевой, плечелучевой, длинного и короткого лучевых разгибателей запястья, локтевого разгибателя запястья, разгибателя пальцев и минимального разгибателя пальцев.Глубокий отдел содержит длинный отводящий большой палец, указательный разгибатель, длинный и короткий разгибатель большого пальца и супинатор. Как и в случае с передним поверхностным отделом, большинство поверхностных мышц заднего отдела отходят от общего сухожилия разгибателя; на этот раз от латерального надмыщелка. Основными действиями мышц задней поверхности предплечья являются разгибание и супинация. Как и сгибатели в переднем отделе, поверхностный разгибатель также может страдать от чрезмерной нагрузки.Этот синдром называют теннисным локтем или латеральным эпикондилитом.

Мышцы кисти можно разделить на три группы: мышцы ладони, мышцы тенара и мышцы гипотенара. Мышцы тенара расположены на большом пальце и состоят из короткой отводящей мышцы большого пальца, короткого сгибателя большого пальца и противодействующей мышцы большого пальца. Срединный нерв иннервирует все три эти мышцы. Мышцы гипотенара расположены на локтевой стороне кисти, возле пятипальцевого или мизинца.Это abductor digiti minimi, flexor digiti minimi brevis и opponens digiti minimi. Их всех иннервирует локтевой нерв. Третья группа мышц состоит из двух одиночных мышц и трех групп мышц. Единственными мышцами являются короткая ладонная мышца и приводящая мышца большого пальца. Первая группа — тыльные межкостные мышцы, которые состоят из четырех мышц, прикрепляющихся к пястным костям и ответственных за отведение пальцев. Вторая группа, ладонные межкостные мышцы, состоит из трех (в некоторых текстах по анатомии четырех) мышц, расположенных на передней поверхности пястных костей.Они отвечают за приведение пальцев. Локтевой нерв иннервирует как ладонные, так и тыльные межкостные мышцы. В руке также четыре червеобразные мышцы. Каждая из этих мышц берет начало от сухожилия глубокого сгибателя пальцев и отвечает за сгибание пальца в пястно-фаланговом суставе и разгибание в межфаланговых суставах. Две лучевые червеобразные кости иннервируются срединным нервом, а локтевой нерв иннервирует два на локтевой стороне. С большим пальцем не связаны червеобразные отростки.

Хирургические соображения

Понимание анатомии верхней конечности является наиболее важным в хирургической практике. Безопасная работа, зная, в какой плоскости вы находитесь и с какими нервно-сосудистыми структурами вы работаете, сведет к минимуму осложнения во время операции и, в конечном итоге, улучшит удовлетворенность пациентов и выживаемость. Кроме того, что касается восстановления мышц и сухожилий , знание происхождения и прикрепления различных мышц позволяет хирургу определить область, в которой он работает.Что касается анестезии в хирургических условиях, знание нервов и структур, которые они окружают, позволяет добиться большего успеха при блокаде периферических нервов во время операции.

Клиническое значение

Понимание анатомии руки и человеческого тела в целом помогает врачам в определении локализации патологии во время приема пациентов. Выявление слабости или атрофии с учетом анатомических знаний может помочь определить, где и, что более важно, почему возникает проблема.Кроме того, знание того, как выглядит нормальная анатомия, позволяет врачам определять аномалии в строении. Будь то врачи отделения неотложной помощи, просматривающие рентгеновский снимок, или хирурги-ортопеды, использующие интраоперационную визуализацию для определения правильного вправления перелома, знание анатомии имеет первостепенное значение в медицине.

Рисунок

Фасциальные отделы руки, двуглавая мышца плеча, головная вена, плечевая мышца, лучевой нерв, лучевой нерв, тыльный переднеплечевой кожный нерв, лучевая коллатеральная артерия, латеральная межмышечная перегородка плечевой кости, трехглавая мышца плеча, плечевая кость, медиальный межмышечный (больше…)

Рисунок

Артерии рук. Изображение предоставлено O Chaigasame

Рисунок

Вены на руке. Изображение предоставлено О.Чайгасаме

Рисунок

Нервы руки. Изображение предоставлено О. Чайгасаме

Ссылки

1.
Anderson BW, Ekblad J, Bordoni B. StatPearls [Интернет]. Издательство StatPearls; Остров сокровищ (Флорида): 31 июля 2021 г. Анатомия, аппендикулярный скелет. [PubMed: 30571018]
2.
МакКосленд С., Сойер Э., Эовальди Б.Дж., Варакалло М.StatPearls [Интернет]. Издательство StatPearls; Остров сокровищ (Флорида): 13 августа 2021 г. Анатомия, плечо и верхняя конечность, мышцы плеча. [PubMed: 30521257]
3.
McGhee DE, Coltman KA, Riddiford-Harland DL, Steele JR. Боль в верхней части туловища и скелетно-мышечная структура и функция у женщин с большой грудью и без нее: перекрестное исследование. Clin Biomech (Бристоль, Эйвон). 2018 Январь; 51: 99-104. [PubMed: 29287172]
4.
Петерсон С.Л., Райан Г.М. Архитектура мышц плеча и предплечья.J Hand Surg Am. 2011 май; 36(5):881-9. [PubMed: 21527142]
5.
Ibáñez-Gimeno P, De Esteban-Trivigno S, Jordana X, Manyosa J, Malgosa A, Galtés I. Функциональная пластичность плечевой кости человека: форма, жесткость и мышечные энтезы. Am J Phys Антропол. 2013 Апрель; 150 (4): 609-17. [PubMed: 23440606]
6.
Гарнер Б.А., Панди М.Г. Скелетно-мышечная модель верхней конечности на основе набора данных о видимом мужчине. Методы расчета Биомех Биомед Энгин. 2001 г., февраль; 4 (2): 93–126.[PubMed: 11264863]
7.
Чаухан М., Ананд П., М. Дас Дж. StatPearls [Интернет]. Издательство StatPearls; Остров сокровищ (Флорида): 25 августа 2021 г. Синдром кубитального туннеля. [PubMed: 30855847]
8.
Ллева JMC, Мунакоми С., Чанг К.В. StatPearls [Интернет]. Издательство StatPearls; Остров сокровищ (Флорида): 9 августа 2021 г. Локтевая невропатия. [PubMed: 30480959]
9.
ДеКастро А., Киф П. StatPearls [Интернет]. Издательство StatPearls; Остров сокровищ (Флорида): 21 июля 2021 г.Падение запястья. [PubMed: 30422586]

Анатомия, плечо и верхняя конечность, структура и функции рук — StatPearls

Введение

Верхняя конечность или рука является функциональной единицей верхней части тела. Он состоит из трех частей: плеча, предплечья и кисти. Он простирается от плечевого сустава до пальцев и содержит 30 костей. Он также состоит из множества нервов, кровеносных сосудов (артерий и вен) и мышц. Нервы руки снабжаются одним из двух основных нервных сплетений человеческого тела, плечевым сплетением.

Структура и функция

 Верхняя конечность начинается в плечевом суставе. Этот сустав обычно называют шарнирным соединением, хотя правильнее его называть шарнирным соединением. В отличие от тазобедренного сустава, другого шаровидного сустава тела, суставная впадина намного мельче. Это позволяет меньше ограничивать движения в суставе, но ставит под угрозу стабильность в процессе. Локтевой сустав многие называют шарнирным. Это отчасти верно, но не объясняет способность пронации и супинации предплечья в локтевом суставе.Сочленение головки лучевой кости и лучевой вырезки на локтевой кости позволяет это движение. Это создает так называемый «шарнирный» сустав, позволяющий перемещать одну кость по другой. Лучезапястный сустав можно классифицировать как эллипсоидный или мыщелковый. Существуют также суставы костей запястья, которые именуются межзапястными суставами. Несмотря на то, что это синовиальные суставы, они не позволяют много двигаться. Межфаланговые суставы являются основными шарнирными суставами.[1][2][3]

Эмбриология

На третьей неделе развития формируется трехслойный зародышевый диск.Различают три слоя: энтодерму, мезодерму и эктодерму. Хорда формируется из мезодермы, а покрывающая ее эктодерма становится нервной пластинкой. На четвертой неделе начинают формироваться зачатки верхних и нижних конечностей. Мышцы, кости, кровеносные и лимфатические сосуды формируются из мезодермы, тогда как периферические нервы представляют собой дифференцированные клетки нервного гребня.

В общей сложности тридцать костей составляют структуру верхней конечности. Они действуют как основа для работы мышц, кровеносных сосудов, нервов и лимфатических сосудов.В области плеча есть одна кость, плечевая кость. Предплечье состоит из двух костей, лучевой и локтевой. При изображении верхней конечности в стандартном анатомическом положении с обращенной вперед ладонью лучевая кость располагается латерально, а локтевая кость медиально. Однако, поскольку предплечье допускает вращение вокруг центральной оси, термины «лучевой» и «локтевой» обеспечивают лучшее описание при описании направления или местоположения в предплечье, запястье и кисти. Запястье и кисть содержат 27 костей.Есть восемь костей запястья, организованных в проксимальный и дистальный ряды. К проксимальным костям, от лучевой (со стороны большого пальца) до локтевой, относятся ладьевидная (ладьевидная), полулунная, трехгранная и гороховидная. От лучевого до локтевого дистальный ряд состоит из трапеции, трапециевидной, головчатой ​​и крючковидной кости. Есть пять пястных костей, каждая из которых связана с группой фаланг. Есть также 14 фаланговых костей. У пальцев со второго по пятый есть проксимальная, промежуточная и дистальная фаланги, а у большого пальца есть только проксимальная и дистальная фаланги.Хотя могут возникнуть многие повреждения костей, наиболее клинически значимыми являются повреждения плечевой и ладьевидной костей. Травмы шейки плечевой кости могут привести к повреждению подмышечного нерва. Переломы средней части диафиза повреждают лучевой нерв, а надмыщелковые переломы могут повреждать срединный нерв (распространенная мнемоника — «ARM»). Еще одной распространенной клинической патологией является травма ладьевидной кости. Это не только наиболее часто повреждаемая кость запястья, но и частое место аваскулярного некроза из-за ретроградного кровоснабжения.Это обычно происходит при падении на вытянутую руку (FOOSH).

Кровоснабжение и лимфатическая система

Артериальное кровоснабжение верхней конечности начинается с подключичной артерии. Подключичная кость имеет сложный путь через подмышечную впадину, дважды меняя названия, прежде чем доберется до плеча. Когда она проходит одно ребро, она становится подмышечной артерией. В подмышечной впадине он проходит глубоко к малой грудной мышце по направлению к плечевой кости. Она отдает переднюю и заднюю артерии, огибающие плечевую кость, а затем огибает головку плечевой кости кзади, давая начало ее самой большой ветви, подлопаточной артерии.Проходя через малую круглую артерию, она становится плечевой артерией. В этот момент от него отходят глубокие ветви, которые снабжают кровью глубокие структуры руки. Затем он проходит вдоль плечевой кости в лучевой борозде вместе с лучевым нервом. Когда он переходит в локтевой сустав, рядом со срединным нервом, он проходит глубоко к плечевой мышце и разделяется на 2 ветви: лучевую (латеральную ветвь) и локтевую (медиальную ветвь). Лучевая артерия проходит вниз по руке и кровоснабжает глубокую ладонную дугу, а локтевая артерия кровоснабжает поверхностную ладонную дугу.Из-за множества анастомозирующих артерий не так много клинических коррелятов с повреждением артерий верхней конечности.

Венозный отток верхней конечности осуществляется через две крупные вены. Первая, базальная вена, образована лучевой и локтевой венами. Она проходит вдоль медиальной стороны руки, где встречается с плечевыми венами, образуя подмышечную вену. Головная вена начинается вокруг кисти и пересекает переднебоковую область верхней конечности.В конечном итоге она проходит между грудными и дельтовидными мышцами, впадая в подмышечную вену. Срединная локтевая вена – это вена, которая обычно используется в качестве места венепункции. Это ветвь, соединяющая головную и базальную вену.

Нервы

Плечевое сплетение иннервирует все нервы верхней конечности. Он образован передними ветвями спинномозговых нервов на уровнях от С5 до Т1. Плечевое сплетение делится на пять отделов: корни, стволы, отделы, канатики и ветви.Корни, как указывалось ранее, от C5 до T1. Различают три ствола: верхний (С5 и С6), средний (С7) и нижний (С8 и Т1). Каждый шнур делится спереди или сзади, создавая таким образом переднее и заднее деление каждого. Они объединяются, чтобы сформировать шнуры. Задние отделы трех стволов объединяются, образуя задний канатик. Передние отделы верхнего и среднего ствола объединяются, образуя латеральный пучок, а передний отдел нижнего ствола продолжается в виде медиального тяжа.Пять основных ветвей сплетения — это кожно-мышечный, подмышечный, срединный, лучевой и локтевой нервы. Латеральный пучок разделяется на половину срединного нерва и продолжается в виде мышечно-кожного нерва. Медиальный пучок также разделяется, отдавая другую половину срединного нерва, поскольку он продолжается как локтевой нерв. Задний канатик разделяется на подмышечный и лучевой нервы. Плечевое сплетение также иннервирует другие нервы, помимо пяти основных ветвей. Дорсальный лопаточный нерв отходит от нервного корешка С5, а длинный грудной нерв состоит из корешков от С5 до С7.Верхний ствол отдает надлопаточный нерв и нерв подключичной кости. Латеральный грудной нерв отходит от латерального пучка, а медиальный грудной нерв, а также медиальный кожный нерв руки и предплечья отходит от медиального пучка. Задний канатик также имеет отходящие от него 3 нерва: верхний и нижний подлопаточный и торакодорзальный нерв. Клинические проблемы с плечевым сплетением иногда наблюдаются при родах. Паралич Эрба вызывается тракцией/разрывом верхней части туловища, что приводит к повреждению нервных корешков С5 и С6, и обычно связан с тракцией шеи младенца во время родов.Во время родов также наблюдается паралич Клюмпке, при котором вытяжение верхней конечности приводит к разрыву корешков C8 и T1, обычно с оттягиванием руки ребенка вверх при выходе из родовых путей. [6]

Нервные корешки от С5 до С7 иннервируют кожно-мышечный нерв. Двигаясь дистально вниз по плечу, он проникает в клювовидно-плечевую мышцу снизу вверх. Он проходит между двуглавой мышцей плеча и плечевой мышцей, в конечном итоге превращаясь в латеральный кожный нерв, когда проходит латеральнее сухожилия двуглавой мышцы.В целом он обеспечивает двигательную иннервацию трех мышц передней части руки, двуглавой мышцы плеча, плечевой и клювовидно-плечевой мышц, а также сенсорную иннервацию лучевой стороны предплечья. Хотя поражения этого нерва в клинической практике встречаются редко, они теоретически могут привести к ослаблению сгибания и супинации в локтевом суставе, хотя оно не будет отсутствовать из-за действия плечелучевой и супинаторной мышц. Также будет потеря чувствительности на лучевой стороне предплечья.

Нервные корешки С5 и С6 иннервируют подмышечный нерв. Проходя через подмышечную впадину, она проходит между подмышечной артерией сзади и подлопаточной мышцей спереди. Затем она выходит сзади через четырехугольное пространство в сопровождении задней огибающей плечевой артерии. Подмышечный нерв иннервирует дельтовидную мышцу, а также одну из четырех мышц-вращателей манжеты плеча, малую круглую мышцу. Он также обеспечивает сенсорную иннервацию через верхний латеральный кожный нерв руки.Подмышечный нерв обычно повреждается при травме плеча или вывихе плечевой кости. Травма приводит к нарушению отведения руки, атрофии дельтовидной мышцы и потере чувствительности в верхнем латеральном отделе руки.

Срединный нерв отходит от нервных корешков C6 через TI. Иннервирует мышцы-сгибатели передней поверхности предплечья. Основным исключением из этого правила является глубокий сгибатель пальцев, который является единственной мышцей в переднем отделе, иннервируемой локтевым нервом. Срединный нерв проходит от подмышечной впадины вниз по передней части руки, латеральнее плечевой артерии.На полпути вниз по руке она пересекает артерию спереди и входит в переднюю часть предплечья через локтевую ямку. На предплечье нерв проходит между поверхностным сгибателем пальцев и глубокой мышцей, давая начало двум ветвям: переднему межкостному нерву, иннервирующему глубокий отдел передней части предплечья, и ладонному кожному нерву, иннервирующему кожу над лучевой костью. поверхность ладони. Затем он продолжается дистально через запястный канал, где разделяется еще на две ветви: возвратную ветвь, иннервирующую мышцы тенара, и ладонно-пальцевую ветвь, обеспечивающую сенсорную иннервацию лучевой кости 3.5 пальцев и ладонной поверхности, а также двигательная иннервация двух радиальных червеобразных костей. Сдавление срединного нерва в месте запястного канала удерживателем сгибателей вызывает синдром запястного канала. Эта патология проявляется покалыванием, болью и онемением в области распространения срединного нерва дистальнее запястья. Это можно лечить, в большинстве случаев консервативно, шинированием запястья. Инъекции кортикостероидов также могут справиться с этим. В рефрактерных случаях может потребоваться хирургическая декомпрессия путем высвобождения удерживателя сгибателей, которую должен проводить опытный хирург-ортопед.Нерв также часто повреждается при травмах локтя и разрывах запястья.

Лучевой нерв снабжается кровью из каждого корня плечевого сплетения, от C5 до TI. Начинается из подмышечной области и идет вместе с подмышечной артерией, отходящей кзади. Он проходит по задней поверхности плечевой кости в лучевой борозде. Затем он оборачивается сбоку вокруг руки, где встречается с плечевой артерией и проходит рядом с ней. Затем он проходит над латеральным надмыщелком, где разделяется на глубокую и поверхностную ветви.Глубокая ветвь обеспечивает двигательную иннервацию большинства мышц заднего отдела предплечья, а поверхностная ветвь обеспечивает сенсорную иннервацию задней поверхности кисти и пальцев. По ходу лучевого нерва вниз по руке он также обеспечивает иннервацию кожи через нижний латеральный кожный нерв руки, задний кожный нерв руки и задний кожный нерв предплечья, помимо поверхностной ветви. Лучевой нерв обычно повреждается при переломах середины диафиза плечевой кости, что приводит к дефициту моторики трехглавой мышцы и мышц-разгибателей предплечья и запястья.

Локтевой нерв содержит волокна от спинномозговых корешков C8 и T1. Он проходит вниз по плечевой кости и над медиальным надмыщелком. Затем он пронизывает локтевой сгибатель запястья и уступает место трем ветвям на предплечье: мышечной ветви, ладонной и тыльной кожной ветвям. Направляясь вниз по предплечью, она иннервирует локтевую половину глубокого сгибателя пальцев и локтевой сгибатель запястья. Когда он пересекает запястье, он проходит поверхностно к удерживателю сгибателей, в кисть, где он иннервирует мышцы гипотенара, две локтевые червеобразные мышцы и межкостную мышцу.Отходящие кожные ветви также обеспечивают чувствительность локтевой 1/5 пальца. Локтевой нерв чаще всего повреждается в локтевом суставе, хотя повреждение также может быть результатом разрывов запястья. Это также распространенный паралич нерва, наблюдаемый у велосипедистов, потому что локтевой нерв сдавливается, когда он проходит через канал Гийона. Существуют различные проявления повреждения локтевого нерва, в зависимости от локализации повреждения.

Мышцы

Мускулатура верхней конечности довольно обширна, намного больше, чем нижняя конечность.Плечо содержит три мышцы в переднем отделе. Длинная и короткая головки двуглавой мышцы плеча расположены выше, а клювовидно-плечевая и плечевая мышцы – глубоко по отношению к двуглавой мышце. Задний отдел содержит только одну мышцу, трехглавую мышцу плеча. Предплечье состоит из 20 мышц, разделенных на пять отделов. Разрыв сухожилия двуглавой мышцы плеча является распространенной патологией, наблюдаемой при сгибании в локтевом суставе. Пациенты обычно обращаются с выпуклостью в передней части руки, иногда называемой «симптом Попая», после того, как услышали громкий хлопок во время травмы.

Передняя часть предплечья состоит из четырех мышц поверхностной группы: лучевого сгибателя запястья, локтевого сгибателя запястья, длинной ладонной мышцы и круглого пронатора. Единственная мышца в промежуточном / среднем отделе – это поверхностный сгибатель пальцев. Глубокий слой переднего отдела содержит три мышцы: глубокий сгибатель пальцев, длинный сгибатель большого пальца и квадратный пронатор. Эти мышцы состоят в основном из мышц-сгибателей и мышц-пронаторов, а большинство поверхностных мышц отходят от общего сухожилия сгибателей на медиальном надмыщелке плечевой кости.Чрезмерное использование поверхностных мышц-сгибателей может привести к синдрому, известному как медиальный эпикондилит, который иногда называют «локтем гольфиста». Повторяющаяся пронация/сгибание приводит к боли возле медиального надмыщелка, которая усиливается по мере использования.

Задняя часть предплечья разделена на два отдела, поверхностный и глубокий, с семью и пятью мышцами соответственно. Поверхностный отдел состоит из локтевой, плечелучевой, длинного и короткого лучевых разгибателей запястья, локтевого разгибателя запястья, разгибателя пальцев и минимального разгибателя пальцев.Глубокий отдел содержит длинный отводящий большой палец, указательный разгибатель, длинный и короткий разгибатель большого пальца и супинатор. Как и в случае с передним поверхностным отделом, большинство поверхностных мышц заднего отдела отходят от общего сухожилия разгибателя; на этот раз от латерального надмыщелка. Основными действиями мышц задней поверхности предплечья являются разгибание и супинация. Как и сгибатели в переднем отделе, поверхностный разгибатель также может страдать от чрезмерной нагрузки.Этот синдром называют теннисным локтем или латеральным эпикондилитом.

Мышцы кисти можно разделить на три группы: мышцы ладони, мышцы тенара и мышцы гипотенара. Мышцы тенара расположены на большом пальце и состоят из короткой отводящей мышцы большого пальца, короткого сгибателя большого пальца и противодействующей мышцы большого пальца. Срединный нерв иннервирует все три эти мышцы. Мышцы гипотенара расположены на локтевой стороне кисти, возле пятипальцевого или мизинца.Это abductor digiti minimi, flexor digiti minimi brevis и opponens digiti minimi. Их всех иннервирует локтевой нерв. Третья группа мышц состоит из двух одиночных мышц и трех групп мышц. Единственными мышцами являются короткая ладонная мышца и приводящая мышца большого пальца. Первая группа — тыльные межкостные мышцы, которые состоят из четырех мышц, прикрепляющихся к пястным костям и ответственных за отведение пальцев. Вторая группа, ладонные межкостные мышцы, состоит из трех (в некоторых текстах по анатомии четырех) мышц, расположенных на передней поверхности пястных костей.Они отвечают за приведение пальцев. Локтевой нерв иннервирует как ладонные, так и тыльные межкостные мышцы. В руке также четыре червеобразные мышцы. Каждая из этих мышц берет начало от сухожилия глубокого сгибателя пальцев и отвечает за сгибание пальца в пястно-фаланговом суставе и разгибание в межфаланговых суставах. Две лучевые червеобразные кости иннервируются срединным нервом, а локтевой нерв иннервирует два на локтевой стороне. С большим пальцем не связаны червеобразные отростки.

Хирургические соображения

Понимание анатомии верхней конечности является наиболее важным в хирургической практике. Безопасная работа, зная, в какой плоскости вы находитесь и с какими нервно-сосудистыми структурами вы работаете, сведет к минимуму осложнения во время операции и, в конечном итоге, улучшит удовлетворенность пациентов и выживаемость. Кроме того, что касается восстановления мышц и сухожилий , знание происхождения и прикрепления различных мышц позволяет хирургу определить область, в которой он работает.Что касается анестезии в хирургических условиях, знание нервов и структур, которые они окружают, позволяет добиться большего успеха при блокаде периферических нервов во время операции.

Клиническое значение

Понимание анатомии руки и человеческого тела в целом помогает врачам в определении локализации патологии во время приема пациентов. Выявление слабости или атрофии с учетом анатомических знаний может помочь определить, где и, что более важно, почему возникает проблема.Кроме того, знание того, как выглядит нормальная анатомия, позволяет врачам определять аномалии в строении. Будь то врачи отделения неотложной помощи, просматривающие рентгеновский снимок, или хирурги-ортопеды, использующие интраоперационную визуализацию для определения правильного вправления перелома, знание анатомии имеет первостепенное значение в медицине.

Рисунок

Фасциальные отделы руки, двуглавая мышца плеча, головная вена, плечевая мышца, лучевой нерв, лучевой нерв, тыльный переднеплечевой кожный нерв, лучевая коллатеральная артерия, латеральная межмышечная перегородка плечевой кости, трехглавая мышца плеча, плечевая кость, медиальный межмышечный (больше…)

Рисунок

Артерии рук. Изображение предоставлено O Chaigasame

Рисунок

Вены на руке. Изображение предоставлено О.Чайгасаме

Рисунок

Нервы руки. Изображение предоставлено О. Чайгасаме

Ссылки

1.
Anderson BW, Ekblad J, Bordoni B. StatPearls [Интернет]. Издательство StatPearls; Остров сокровищ (Флорида): 31 июля 2021 г. Анатомия, аппендикулярный скелет. [PubMed: 30571018]
2.
МакКосленд С., Сойер Э., Эовальди Б.Дж., Варакалло М.StatPearls [Интернет]. Издательство StatPearls; Остров сокровищ (Флорида): 13 августа 2021 г. Анатомия, плечо и верхняя конечность, мышцы плеча. [PubMed: 30521257]
3.
McGhee DE, Coltman KA, Riddiford-Harland DL, Steele JR. Боль в верхней части туловища и скелетно-мышечная структура и функция у женщин с большой грудью и без нее: перекрестное исследование. Clin Biomech (Бристоль, Эйвон). 2018 Январь; 51: 99-104. [PubMed: 29287172]
4.
Петерсон С.Л., Райан Г.М. Архитектура мышц плеча и предплечья.J Hand Surg Am. 2011 май; 36(5):881-9. [PubMed: 21527142]
5.
Ibáñez-Gimeno P, De Esteban-Trivigno S, Jordana X, Manyosa J, Malgosa A, Galtés I. Функциональная пластичность плечевой кости человека: форма, жесткость и мышечные энтезы. Am J Phys Антропол. 2013 Апрель; 150 (4): 609-17. [PubMed: 23440606]
6.
Гарнер Б.А., Панди М.Г. Скелетно-мышечная модель верхней конечности на основе набора данных о видимом мужчине. Методы расчета Биомех Биомед Энгин. 2001 г., февраль; 4 (2): 93–126.[PubMed: 11264863]
7.
Чаухан М., Ананд П., М. Дас Дж. StatPearls [Интернет]. Издательство StatPearls; Остров сокровищ (Флорида): 25 августа 2021 г. Синдром кубитального туннеля. [PubMed: 30855847]
8.
Ллева JMC, Мунакоми С., Чанг К.В. StatPearls [Интернет]. Издательство StatPearls; Остров сокровищ (Флорида): 9 августа 2021 г. Локтевая невропатия. [PubMed: 30480959]
9.
ДеКастро А., Киф П. StatPearls [Интернет]. Издательство StatPearls; Остров сокровищ (Флорида): 21 июля 2021 г.Падение запястья. [PubMed: 30422586]

Анатомия, плечо и верхняя конечность, структура и функции рук — StatPearls

Введение

Верхняя конечность или рука является функциональной единицей верхней части тела. Он состоит из трех частей: плеча, предплечья и кисти. Он простирается от плечевого сустава до пальцев и содержит 30 костей. Он также состоит из множества нервов, кровеносных сосудов (артерий и вен) и мышц. Нервы руки снабжаются одним из двух основных нервных сплетений человеческого тела, плечевым сплетением.

Структура и функция

 Верхняя конечность начинается в плечевом суставе. Этот сустав обычно называют шарнирным соединением, хотя правильнее его называть шарнирным соединением. В отличие от тазобедренного сустава, другого шаровидного сустава тела, суставная впадина намного мельче. Это позволяет меньше ограничивать движения в суставе, но ставит под угрозу стабильность в процессе. Локтевой сустав многие называют шарнирным. Это отчасти верно, но не объясняет способность пронации и супинации предплечья в локтевом суставе.Сочленение головки лучевой кости и лучевой вырезки на локтевой кости позволяет это движение. Это создает так называемый «шарнирный» сустав, позволяющий перемещать одну кость по другой. Лучезапястный сустав можно классифицировать как эллипсоидный или мыщелковый. Существуют также суставы костей запястья, которые именуются межзапястными суставами. Несмотря на то, что это синовиальные суставы, они не позволяют много двигаться. Межфаланговые суставы являются основными шарнирными суставами.[1][2][3]

Эмбриология

На третьей неделе развития формируется трехслойный зародышевый диск.Различают три слоя: энтодерму, мезодерму и эктодерму. Хорда формируется из мезодермы, а покрывающая ее эктодерма становится нервной пластинкой. На четвертой неделе начинают формироваться зачатки верхних и нижних конечностей. Мышцы, кости, кровеносные и лимфатические сосуды формируются из мезодермы, тогда как периферические нервы представляют собой дифференцированные клетки нервного гребня.

В общей сложности тридцать костей составляют структуру верхней конечности. Они действуют как основа для работы мышц, кровеносных сосудов, нервов и лимфатических сосудов.В области плеча есть одна кость, плечевая кость. Предплечье состоит из двух костей, лучевой и локтевой. При изображении верхней конечности в стандартном анатомическом положении с обращенной вперед ладонью лучевая кость располагается латерально, а локтевая кость медиально. Однако, поскольку предплечье допускает вращение вокруг центральной оси, термины «лучевой» и «локтевой» обеспечивают лучшее описание при описании направления или местоположения в предплечье, запястье и кисти. Запястье и кисть содержат 27 костей.Есть восемь костей запястья, организованных в проксимальный и дистальный ряды. К проксимальным костям, от лучевой (со стороны большого пальца) до локтевой, относятся ладьевидная (ладьевидная), полулунная, трехгранная и гороховидная. От лучевого до локтевого дистальный ряд состоит из трапеции, трапециевидной, головчатой ​​и крючковидной кости. Есть пять пястных костей, каждая из которых связана с группой фаланг. Есть также 14 фаланговых костей. У пальцев со второго по пятый есть проксимальная, промежуточная и дистальная фаланги, а у большого пальца есть только проксимальная и дистальная фаланги.Хотя могут возникнуть многие повреждения костей, наиболее клинически значимыми являются повреждения плечевой и ладьевидной костей. Травмы шейки плечевой кости могут привести к повреждению подмышечного нерва. Переломы средней части диафиза повреждают лучевой нерв, а надмыщелковые переломы могут повреждать срединный нерв (распространенная мнемоника — «ARM»). Еще одной распространенной клинической патологией является травма ладьевидной кости. Это не только наиболее часто повреждаемая кость запястья, но и частое место аваскулярного некроза из-за ретроградного кровоснабжения.Это обычно происходит при падении на вытянутую руку (FOOSH).

Кровоснабжение и лимфатическая система

Артериальное кровоснабжение верхней конечности начинается с подключичной артерии. Подключичная кость имеет сложный путь через подмышечную впадину, дважды меняя названия, прежде чем доберется до плеча. Когда она проходит одно ребро, она становится подмышечной артерией. В подмышечной впадине он проходит глубоко к малой грудной мышце по направлению к плечевой кости. Она отдает переднюю и заднюю артерии, огибающие плечевую кость, а затем огибает головку плечевой кости кзади, давая начало ее самой большой ветви, подлопаточной артерии.Проходя через малую круглую артерию, она становится плечевой артерией. В этот момент от него отходят глубокие ветви, которые снабжают кровью глубокие структуры руки. Затем он проходит вдоль плечевой кости в лучевой борозде вместе с лучевым нервом. Когда он переходит в локтевой сустав, рядом со срединным нервом, он проходит глубоко к плечевой мышце и разделяется на 2 ветви: лучевую (латеральную ветвь) и локтевую (медиальную ветвь). Лучевая артерия проходит вниз по руке и кровоснабжает глубокую ладонную дугу, а локтевая артерия кровоснабжает поверхностную ладонную дугу.Из-за множества анастомозирующих артерий не так много клинических коррелятов с повреждением артерий верхней конечности.

Венозный отток верхней конечности осуществляется через две крупные вены. Первая, базальная вена, образована лучевой и локтевой венами. Она проходит вдоль медиальной стороны руки, где встречается с плечевыми венами, образуя подмышечную вену. Головная вена начинается вокруг кисти и пересекает переднебоковую область верхней конечности.В конечном итоге она проходит между грудными и дельтовидными мышцами, впадая в подмышечную вену. Срединная локтевая вена – это вена, которая обычно используется в качестве места венепункции. Это ветвь, соединяющая головную и базальную вену.

Нервы

Плечевое сплетение иннервирует все нервы верхней конечности. Он образован передними ветвями спинномозговых нервов на уровнях от С5 до Т1. Плечевое сплетение делится на пять отделов: корни, стволы, отделы, канатики и ветви.Корни, как указывалось ранее, от C5 до T1. Различают три ствола: верхний (С5 и С6), средний (С7) и нижний (С8 и Т1). Каждый шнур делится спереди или сзади, создавая таким образом переднее и заднее деление каждого. Они объединяются, чтобы сформировать шнуры. Задние отделы трех стволов объединяются, образуя задний канатик. Передние отделы верхнего и среднего ствола объединяются, образуя латеральный пучок, а передний отдел нижнего ствола продолжается в виде медиального тяжа.Пять основных ветвей сплетения — это кожно-мышечный, подмышечный, срединный, лучевой и локтевой нервы. Латеральный пучок разделяется на половину срединного нерва и продолжается в виде мышечно-кожного нерва. Медиальный пучок также разделяется, отдавая другую половину срединного нерва, поскольку он продолжается как локтевой нерв. Задний канатик разделяется на подмышечный и лучевой нервы. Плечевое сплетение также иннервирует другие нервы, помимо пяти основных ветвей. Дорсальный лопаточный нерв отходит от нервного корешка С5, а длинный грудной нерв состоит из корешков от С5 до С7.Верхний ствол отдает надлопаточный нерв и нерв подключичной кости. Латеральный грудной нерв отходит от латерального пучка, а медиальный грудной нерв, а также медиальный кожный нерв руки и предплечья отходит от медиального пучка. Задний канатик также имеет отходящие от него 3 нерва: верхний и нижний подлопаточный и торакодорзальный нерв. Клинические проблемы с плечевым сплетением иногда наблюдаются при родах. Паралич Эрба вызывается тракцией/разрывом верхней части туловища, что приводит к повреждению нервных корешков С5 и С6, и обычно связан с тракцией шеи младенца во время родов.Во время родов также наблюдается паралич Клюмпке, при котором вытяжение верхней конечности приводит к разрыву корешков C8 и T1, обычно с оттягиванием руки ребенка вверх при выходе из родовых путей. [6]

Нервные корешки от С5 до С7 иннервируют кожно-мышечный нерв. Двигаясь дистально вниз по плечу, он проникает в клювовидно-плечевую мышцу снизу вверх. Он проходит между двуглавой мышцей плеча и плечевой мышцей, в конечном итоге превращаясь в латеральный кожный нерв, когда проходит латеральнее сухожилия двуглавой мышцы.В целом он обеспечивает двигательную иннервацию трех мышц передней части руки, двуглавой мышцы плеча, плечевой и клювовидно-плечевой мышц, а также сенсорную иннервацию лучевой стороны предплечья. Хотя поражения этого нерва в клинической практике встречаются редко, они теоретически могут привести к ослаблению сгибания и супинации в локтевом суставе, хотя оно не будет отсутствовать из-за действия плечелучевой и супинаторной мышц. Также будет потеря чувствительности на лучевой стороне предплечья.

Нервные корешки С5 и С6 иннервируют подмышечный нерв. Проходя через подмышечную впадину, она проходит между подмышечной артерией сзади и подлопаточной мышцей спереди. Затем она выходит сзади через четырехугольное пространство в сопровождении задней огибающей плечевой артерии. Подмышечный нерв иннервирует дельтовидную мышцу, а также одну из четырех мышц-вращателей манжеты плеча, малую круглую мышцу. Он также обеспечивает сенсорную иннервацию через верхний латеральный кожный нерв руки.Подмышечный нерв обычно повреждается при травме плеча или вывихе плечевой кости. Травма приводит к нарушению отведения руки, атрофии дельтовидной мышцы и потере чувствительности в верхнем латеральном отделе руки.

Срединный нерв отходит от нервных корешков C6 через TI. Иннервирует мышцы-сгибатели передней поверхности предплечья. Основным исключением из этого правила является глубокий сгибатель пальцев, который является единственной мышцей в переднем отделе, иннервируемой локтевым нервом. Срединный нерв проходит от подмышечной впадины вниз по передней части руки, латеральнее плечевой артерии.На полпути вниз по руке она пересекает артерию спереди и входит в переднюю часть предплечья через локтевую ямку. На предплечье нерв проходит между поверхностным сгибателем пальцев и глубокой мышцей, давая начало двум ветвям: переднему межкостному нерву, иннервирующему глубокий отдел передней части предплечья, и ладонному кожному нерву, иннервирующему кожу над лучевой костью. поверхность ладони. Затем он продолжается дистально через запястный канал, где разделяется еще на две ветви: возвратную ветвь, иннервирующую мышцы тенара, и ладонно-пальцевую ветвь, обеспечивающую сенсорную иннервацию лучевой кости 3.5 пальцев и ладонной поверхности, а также двигательная иннервация двух радиальных червеобразных костей. Сдавление срединного нерва в месте запястного канала удерживателем сгибателей вызывает синдром запястного канала. Эта патология проявляется покалыванием, болью и онемением в области распространения срединного нерва дистальнее запястья. Это можно лечить, в большинстве случаев консервативно, шинированием запястья. Инъекции кортикостероидов также могут справиться с этим. В рефрактерных случаях может потребоваться хирургическая декомпрессия путем высвобождения удерживателя сгибателей, которую должен проводить опытный хирург-ортопед.Нерв также часто повреждается при травмах локтя и разрывах запястья.

Лучевой нерв снабжается кровью из каждого корня плечевого сплетения, от C5 до TI. Начинается из подмышечной области и идет вместе с подмышечной артерией, отходящей кзади. Он проходит по задней поверхности плечевой кости в лучевой борозде. Затем он оборачивается сбоку вокруг руки, где встречается с плечевой артерией и проходит рядом с ней. Затем он проходит над латеральным надмыщелком, где разделяется на глубокую и поверхностную ветви.Глубокая ветвь обеспечивает двигательную иннервацию большинства мышц заднего отдела предплечья, а поверхностная ветвь обеспечивает сенсорную иннервацию задней поверхности кисти и пальцев. По ходу лучевого нерва вниз по руке он также обеспечивает иннервацию кожи через нижний латеральный кожный нерв руки, задний кожный нерв руки и задний кожный нерв предплечья, помимо поверхностной ветви. Лучевой нерв обычно повреждается при переломах середины диафиза плечевой кости, что приводит к дефициту моторики трехглавой мышцы и мышц-разгибателей предплечья и запястья.

Локтевой нерв содержит волокна от спинномозговых корешков C8 и T1. Он проходит вниз по плечевой кости и над медиальным надмыщелком. Затем он пронизывает локтевой сгибатель запястья и уступает место трем ветвям на предплечье: мышечной ветви, ладонной и тыльной кожной ветвям. Направляясь вниз по предплечью, она иннервирует локтевую половину глубокого сгибателя пальцев и локтевой сгибатель запястья. Когда он пересекает запястье, он проходит поверхностно к удерживателю сгибателей, в кисть, где он иннервирует мышцы гипотенара, две локтевые червеобразные мышцы и межкостную мышцу.Отходящие кожные ветви также обеспечивают чувствительность локтевой 1/5 пальца. Локтевой нерв чаще всего повреждается в локтевом суставе, хотя повреждение также может быть результатом разрывов запястья. Это также распространенный паралич нерва, наблюдаемый у велосипедистов, потому что локтевой нерв сдавливается, когда он проходит через канал Гийона. Существуют различные проявления повреждения локтевого нерва, в зависимости от локализации повреждения.

Мышцы

Мускулатура верхней конечности довольно обширна, намного больше, чем нижняя конечность.Плечо содержит три мышцы в переднем отделе. Длинная и короткая головки двуглавой мышцы плеча расположены выше, а клювовидно-плечевая и плечевая мышцы – глубоко по отношению к двуглавой мышце. Задний отдел содержит только одну мышцу, трехглавую мышцу плеча. Предплечье состоит из 20 мышц, разделенных на пять отделов. Разрыв сухожилия двуглавой мышцы плеча является распространенной патологией, наблюдаемой при сгибании в локтевом суставе. Пациенты обычно обращаются с выпуклостью в передней части руки, иногда называемой «симптом Попая», после того, как услышали громкий хлопок во время травмы.

Передняя часть предплечья состоит из четырех мышц поверхностной группы: лучевого сгибателя запястья, локтевого сгибателя запястья, длинной ладонной мышцы и круглого пронатора. Единственная мышца в промежуточном / среднем отделе – это поверхностный сгибатель пальцев. Глубокий слой переднего отдела содержит три мышцы: глубокий сгибатель пальцев, длинный сгибатель большого пальца и квадратный пронатор. Эти мышцы состоят в основном из мышц-сгибателей и мышц-пронаторов, а большинство поверхностных мышц отходят от общего сухожилия сгибателей на медиальном надмыщелке плечевой кости.Чрезмерное использование поверхностных мышц-сгибателей может привести к синдрому, известному как медиальный эпикондилит, который иногда называют «локтем гольфиста». Повторяющаяся пронация/сгибание приводит к боли возле медиального надмыщелка, которая усиливается по мере использования.

Задняя часть предплечья разделена на два отдела, поверхностный и глубокий, с семью и пятью мышцами соответственно. Поверхностный отдел состоит из локтевой, плечелучевой, длинного и короткого лучевых разгибателей запястья, локтевого разгибателя запястья, разгибателя пальцев и минимального разгибателя пальцев.Глубокий отдел содержит длинный отводящий большой палец, указательный разгибатель, длинный и короткий разгибатель большого пальца и супинатор. Как и в случае с передним поверхностным отделом, большинство поверхностных мышц заднего отдела отходят от общего сухожилия разгибателя; на этот раз от латерального надмыщелка. Основными действиями мышц задней поверхности предплечья являются разгибание и супинация. Как и сгибатели в переднем отделе, поверхностный разгибатель также может страдать от чрезмерной нагрузки.Этот синдром называют теннисным локтем или латеральным эпикондилитом.

Мышцы кисти можно разделить на три группы: мышцы ладони, мышцы тенара и мышцы гипотенара. Мышцы тенара расположены на большом пальце и состоят из короткой отводящей мышцы большого пальца, короткого сгибателя большого пальца и противодействующей мышцы большого пальца. Срединный нерв иннервирует все три эти мышцы. Мышцы гипотенара расположены на локтевой стороне кисти, возле пятипальцевого или мизинца.Это abductor digiti minimi, flexor digiti minimi brevis и opponens digiti minimi. Их всех иннервирует локтевой нерв. Третья группа мышц состоит из двух одиночных мышц и трех групп мышц. Единственными мышцами являются короткая ладонная мышца и приводящая мышца большого пальца. Первая группа — тыльные межкостные мышцы, которые состоят из четырех мышц, прикрепляющихся к пястным костям и ответственных за отведение пальцев. Вторая группа, ладонные межкостные мышцы, состоит из трех (в некоторых текстах по анатомии четырех) мышц, расположенных на передней поверхности пястных костей.Они отвечают за приведение пальцев. Локтевой нерв иннервирует как ладонные, так и тыльные межкостные мышцы. В руке также четыре червеобразные мышцы. Каждая из этих мышц берет начало от сухожилия глубокого сгибателя пальцев и отвечает за сгибание пальца в пястно-фаланговом суставе и разгибание в межфаланговых суставах. Две лучевые червеобразные кости иннервируются срединным нервом, а локтевой нерв иннервирует два на локтевой стороне. С большим пальцем не связаны червеобразные отростки.

Хирургические соображения

Понимание анатомии верхней конечности является наиболее важным в хирургической практике. Безопасная работа, зная, в какой плоскости вы находитесь и с какими нервно-сосудистыми структурами вы работаете, сведет к минимуму осложнения во время операции и, в конечном итоге, улучшит удовлетворенность пациентов и выживаемость. Кроме того, что касается восстановления мышц и сухожилий , знание происхождения и прикрепления различных мышц позволяет хирургу определить область, в которой он работает.Что касается анестезии в хирургических условиях, знание нервов и структур, которые они окружают, позволяет добиться большего успеха при блокаде периферических нервов во время операции.

Клиническое значение

Понимание анатомии руки и человеческого тела в целом помогает врачам в определении локализации патологии во время приема пациентов. Выявление слабости или атрофии с учетом анатомических знаний может помочь определить, где и, что более важно, почему возникает проблема.Кроме того, знание того, как выглядит нормальная анатомия, позволяет врачам определять аномалии в строении. Будь то врачи отделения неотложной помощи, просматривающие рентгеновский снимок, или хирурги-ортопеды, использующие интраоперационную визуализацию для определения правильного вправления перелома, знание анатомии имеет первостепенное значение в медицине.

Рисунок

Фасциальные отделы руки, двуглавая мышца плеча, головная вена, плечевая мышца, лучевой нерв, лучевой нерв, тыльный переднеплечевой кожный нерв, лучевая коллатеральная артерия, латеральная межмышечная перегородка плечевой кости, трехглавая мышца плеча, плечевая кость, медиальный межмышечный (больше…)

Рисунок

Артерии рук. Изображение предоставлено O Chaigasame

Рисунок

Вены на руке. Изображение предоставлено О.Чайгасаме

Рисунок

Нервы руки. Изображение предоставлено О. Чайгасаме

Ссылки

1.
Anderson BW, Ekblad J, Bordoni B. StatPearls [Интернет]. Издательство StatPearls; Остров сокровищ (Флорида): 31 июля 2021 г. Анатомия, аппендикулярный скелет. [PubMed: 30571018]
2.
МакКосленд С., Сойер Э., Эовальди Б.Дж., Варакалло М.StatPearls [Интернет]. Издательство StatPearls; Остров сокровищ (Флорида): 13 августа 2021 г. Анатомия, плечо и верхняя конечность, мышцы плеча. [PubMed: 30521257]
3.
McGhee DE, Coltman KA, Riddiford-Harland DL, Steele JR. Боль в верхней части туловища и скелетно-мышечная структура и функция у женщин с большой грудью и без нее: перекрестное исследование. Clin Biomech (Бристоль, Эйвон). 2018 Январь; 51: 99-104. [PubMed: 29287172]
4.
Петерсон С.Л., Райан Г.М. Архитектура мышц плеча и предплечья.J Hand Surg Am. 2011 май; 36(5):881-9. [PubMed: 21527142]
5.
Ibáñez-Gimeno P, De Esteban-Trivigno S, Jordana X, Manyosa J, Malgosa A, Galtés I. Функциональная пластичность плечевой кости человека: форма, жесткость и мышечные энтезы. Am J Phys Антропол. 2013 Апрель; 150 (4): 609-17. [PubMed: 23440606]
6.
Гарнер Б.А., Панди М.Г. Скелетно-мышечная модель верхней конечности на основе набора данных о видимом мужчине. Методы расчета Биомех Биомед Энгин. 2001 г., февраль; 4 (2): 93–126.[PubMed: 11264863]
7.
Чаухан М., Ананд П., М. Дас Дж. StatPearls [Интернет]. Издательство StatPearls; Остров сокровищ (Флорида): 25 августа 2021 г. Синдром кубитального туннеля. [PubMed: 30855847]
8.
Ллева JMC, Мунакоми С., Чанг К.В. StatPearls [Интернет]. Издательство StatPearls; Остров сокровищ (Флорида): 9 августа 2021 г. Локтевая невропатия. [PubMed: 30480959]
9.
ДеКастро А., Киф П. StatPearls [Интернет]. Издательство StatPearls; Остров сокровищ (Флорида): 21 июля 2021 г.Падение запястья. [PubMed: 30422586]

Границы | Непрямая вибрация верхних конечностей изменяет передачу по спинномозговым, но не корково-спинномозговым путям

Введение

Использование вибрации во время упражнений и реабилитации продолжает набирать популярность как метод улучшения функций и работоспособности (Cochrane, 2011; Lai et al., 2018). Когда вибрация используется в этом контексте, ее можно в целом разделить на две категории: (1) стимуляция, непосредственно воздействующая на конкретную мышцу или сухожилие, и (2) непрямая вибрация, которая не специфична для мышц и передается либо через ступни, стоя на платформу или через руки, удерживая устройство.Косвенная вибрация, передаваемая через руки, обычно называется вибрацией верхних конечностей (ULV), а косвенная вибрация, передаваемая нижним конечностям, называется вибрацией всего тела (WBV). Вибрация, применяемая непосредственно к мышце или сухожилию, имеет долгую историю в литературе (Hagbarth and Eklund, 1965). Недавнее пилотное исследование показало, что сочетание прямой вибрации с роботизированной реабилитационной тренировкой улучшает спастичность верхних конечностей и двигательную функцию, одновременно вызывая пластичность коры головного мозга (Calabrò et al., 2017). Совсем недавно прямая вибрация, примененная к ахиллову или переднему большеберцовому сухожилию после травмы спинного мозга, подавляла позднюю спазмоподобную активность в мышцах-антагонистах, но не в мышцах-агонистах, вероятно, посредством реципрокных механизмов торможения (DeForest et al., 2020). Непрямая вибрация была исследована как потенциальная вспомогательная модальность как у людей с неврологическими нарушениями, так и у людей с неврологическими нарушениями (Marín et al., 2010).

Большинство непрямых исследований вибрации было сосредоточено на WBV, который у людей с неврологическими нарушениями может улучшить мышечную силу (Marín et al., 2010), мышечной силы (Marín and Rhea, 2010), риска падения (Jepsen et al., 2017), гибкости (Houston et al., 2015) и равновесия (Tseng et al., 2016). Однако влияние WBV на минеральную плотность костей (Dionello et al., 2016) или мышечную массу (Chen et al., 2017; Lai et al., 2018) менее ясно. Например, недавний мета-анализ показал, что WBV может привести к увеличению мышечной массы у молодых людей, но не оказал влияния на детей, подростков, женщин в постменопаузе или стареющее население (Chen et al., 2017). В клинических популяциях результаты также были неоднозначными. Например, WBV уменьшал мышечную спастичность и улучшал равновесие и ходьбу у лиц с неполным повреждением спинного мозга (SCI) (In et al., 2018), однако недавний систематический обзор и метаанализ показывают, что WBV не оказывает положительного влияния на мышцы. силы, равновесия и походки у людей, перенесших хронический инсульт (Lu et al., 2015). Точно так же WBV не улучшал функциональные показатели у лиц с нейродегенеративными заболеваниями (болезнью Паркинсона или рассеянным склерозом) по сравнению с другими видами активной физиотерапии или пассивными вмешательствами (Sitja Rabert et al., 2012).

В то время как меньше исследований было сосредоточено на УМО, есть некоторые свидетельства того, что он может быть эффективной стратегией упражнений и реабилитации. У неврологически интактных участников УМО увеличивала скорость развития силы при максимальном изометрическом сгибании локтя (de Paula et al., 2017), а УМО улучшала подвижность и двигательную функцию у лиц с гемипарезом верхних конечностей после инсульта (Oliveira et al., 2018). . Кроме того, УМО улучшил силу хвата и диапазон движений плеч по сравнению с контрольной группой у пациентов с раком молочной железы (Kneis et al., 2018). К сожалению, отсутствие знаний о путях и механизмах, изменяющихся во время УМО, по-прежнему ограничивает его эффективное применение (Cochrane, 2011).

Прямая вибрация мышцы или сухожилия изменяет передачу первичных и вторичных мышечных афферентов (афференты Ia, Ib и II типа) (Eklund and Hagbarth, 1966; Bishop, 1974; Burke et al., 1976), кожных механорецепторов (Freeman and Johnson, 1982), модулирует возбудимость коры (Münte et al., 1996). Однако влияние непрямой вибрации на спинномозговые и корково-спинномозговые пути еще предстоит четко установить.В нижних конечностях людей с неврологической интактностью WBV ингибирует как рефлексы растяжения (Ritzmann et al., 2013), так и H-рефлексы (Armstrong et al., 2008; Kipp et al., 2011; Ritzmann et al., 2013; Hortobágyi et al. al., 2014; Ahmadi et al., 2015; Harwood et al., 2017; Laudani et al., 2018) и усиливает дисинаптическое реципрокное торможение (Ritzmann et al., 2018). Вибрация всего тела также подавляет Н-рефлексы в мышцах нижних конечностей у лиц с ТСМ (Саенко и др., 2010). Таким образом, снижение амплитуд H-рефлекса и рефлекса растяжения указывает на ослабление сенсомоторной передачи на уровне спинного мозга либо пре-, либо постсинаптической природы во время и после нагрузки WBV.Также было показано, что WBV повышает возбудимость корково-спинномозгового тракта, что оценивается по амплитуде моторного вызванного потенциала (МВП) в одних мышцах, но не в других (Mileva et al., 2009; Krause et al., 2016; Pamukoff et al., 2016а, б). Хотя в нескольких исследованиях изучалось влияние ВБВ на сенсомоторные пути, на сегодняшний день только в одном исследовании изучалось, как УМО влияет на сенсомоторную передачу в верхних конечностях человека (Budini et al., 2017). Было установлено, что в то время как неврологически здоровые участники держали вибрирующую рукоятку, наблюдалось снижение амплитуды H-рефлекса предплечья, которое не ставило под угрозу ловкость рук и не увеличивало колебания силы.Для эффективного проведения целенаправленного реабилитационного обучения необходимы дальнейшие исследования.

Общая цель этого исследования заключалась в оценке передачи по спинномозговым и корково-спинномозговым путям, которые контролируют верхнюю конечность человека во время УМО. Спинномозговые пути оценивали на основе амплитуды рефлексов Гофмана (Н-), кожных рефлексов и кожной обусловленности Н-рефлексов. Корково-спинномозговые пути оценивали на основе амплитуды моторных вызванных потенциалов (МВП), вызванных транскраниальной магнитной стимуляцией.На основании предыдущей литературы была выдвинута гипотеза, что УМО будет подавлять H-рефлексы и облегчать MEP, зарегистрированные в мышце-сгибателе запястья (FCR), по сравнению с контрольными испытаниями без вибрации.

Материалы и методы

Участники

Четырнадцать неврологически интактных участников (10 мужчин; 4 женщины, 29,4 ± 9,1 года, 174,2 ± 9,1 см, 70,6 ± 11,8 кг), не имеющих метаболических или нервно-мышечных нарушений, завершили экспериментальный протокол, одобренный Советом по этике исследований человека Университета Альберты и придерживается Хельсинкской декларации.Участники были проинформированы обо всех экспериментальных процедурах и подписали письменную форму согласия.

Экспериментальная процедура

В протоколе напрямую сравнивались два разных задания УМО и КОНТРОЛЬ (без вибрации) с заданием, поставленным в случайном порядке между участниками (рис. 1). Для всех показателей результатов было доставлено 20 стимулов (с интервалом 3–5 с), в то время как участники удерживали ≈10% своего максимального произвольного сокращения (MVC) в FCR. Межстимульный интервал 3–5 с был выбран, поскольку случайная стимуляция минимум 3 с рекомендуется как для безусловных, так и для условных Н-рефлексов, чтобы минимизировать эффекты постактивационной депрессии (Rossi-Durand et al., 1999; Зер, 2002; Мисяшек, 2003). В испытаниях с УМО вибрация доставлялась на правую верхнюю конечность с помощью специально изготовленного вибрационного устройства, которое участники всегда держали правой рукой во время эксперимента. Участники оставались в сидячем положении, их тело и положение рук сохранялись в постоянном положении на протяжении всего эксперимента с использованием ограничений (рис. 2). Во всех условиях участники поддерживали постоянное сокращение примерно на 10% MVC, используя визуальную обратную связь по силовому сигналу, отображаемому на экране компьютера.Усиление визуальной обратной связи сохранялось у всех участников. Это было сделано для обеспечения одинаковой возбудимости спинномозгового моторного фонда FCR во всех условиях. Угол наклона локтя поддерживался на протяжении всего эксперимента у каждого участника от 100 до 110°. Периоды отдыха продолжительностью около 1 минуты включались во избежание утомления.

Рис. 1. Экспериментальный протокол. За тремя максимальными произвольными сокращениями последовало двадцать вызванных ответов во время ≈10% пиковой мышечной активации лучевого сгибателя запястья (FCR) в рандомизированном порядке (A) рефлексов Хоффмана (H-); (Б) Условные Н-рефлексы; (C) Кожные рефлексы; (Г) Моторные вызванные потенциалы.

Рис. 2. Экспериментальная установка. Белые квадраты с пунктирными линиями указывают на размещение электрода стимуляции на срединном нерве проксимальнее локтя на внутренней стороне руки, чтобы вызвать рефлексы Гофмана (H-). Белые прямоугольники со сплошными линиями указывают на размещение стимулирующего электрода на поверхностном лучевом нерве на запястье, чтобы как вызвать кожные рефлексы, так и обусловить H-рефлексы во время отдельных испытаний. Черные прямоугольники указывают размещение электродов для регистрации Н-рефлексов, кожных рефлексов и МВП с помощью электромиографии (ЭМГ).

Вибрация верхних конечностей

Специально изготовленное вибрационное устройство использовалось для доставки УМО к правой верхней конечности через руку, в то время как участники активно сжимали устройство (Pujari et al., 2016) (рис. 2). УМО поддерживали при амплитуде смещения 0,353 мм, частоте 30 Гц и ускорении 1,286 м/с 2 . Встроенный тензодатчик оценивал силу при изометрическом сгибании локтя и запястья (Pujari, 2016; Pujari et al., 2019b). Для испытаний с УМО вибрация включалась и сбор данных начинался в течение ∼1 мин, оставалась включенной на время сбора данных (∼5 мин) и вибрация отключалась сразу после сбора данных (> 1 мин).

Электромиография

Поверхностная электромиография (ЭМГ) регистрировалась с помощью электродов, помещенных на кожу над правым лучевым сгибателем запястья (FCR) и двуглавой мышцей плеча (BB), как показано на рисунке 2 (2,25 см 2 ; Vermed Medical, VT, США). Кожу очищали спиртом, а затем размещали электроды в биполярной конфигурации продольно вдоль предполагаемого направления волокон в соответствии с процедурами SENIAM (Hermens et al., 2000). Сигналы электромиографии усиливали в 2000 раз, подвергали полосовой фильтрации в диапазоне от 20 до 1000 Гц (NeuroLog System; Digitimer, Велвин-Гарден-Сити, Великобритания), а затем оцифровывали с частотой 2000 Гц (National Instruments Corp.Техас, США) с использованием специально написанного программного обеспечения для непрерывного сбора данных (LabVIEW, National Instruments, Техас, США).

Максимальные произвольные сокращения

Три MVC сгибания локтя и запястья при захвате устройства ULV выполнялись в начале каждого эксперимента в том же положении, что и во всех экспериментальных условиях (рис. 1). Устное поощрение и визуальная обратная связь обеспечивались для обеспечения достижения максимальной силы и мышечной активности. Каждый MVC удерживался в течение ≈ 3 с с 1 минутой отдыха между каждой попыткой.MVC, который вызвал наибольший крутящий момент, был MVC, который использовался для нормализации всех последующих измерений крутящего момента. Крутящий момент MVC количественно определяли в течение окна 0,3 с с центром на пике во время каждого MVC.

Н-рефлексы

Для вызова H-рефлексов импульсы длительностью 1 мс подавались через самоклеящиеся электроды (Vermed Medical, VT, США) над срединным нервом проксимальнее локтевого сустава с помощью стимулятора Digitimer (DS7A или DS7AH). В начале каждого эксперимента интенсивность стимуляции регулировали для выявления тех, которые вызывали Н-рефлексы, которые сопровождались небольшими М-волнами, находились на восходящей ветви кривой рекрутирования Н-рефлекса и составляли ≈70% от максимального Н-рефлекса. (H макс ).Амплитуда М-волны для каждого участника поддерживалась во всех условиях путем регулировки интенсивности стимуляции с шагом 1 мА по мере необходимости, чтобы обеспечить рекрутирование одинаковых моторных и сенсорных аксонов в разных условиях. Пять максимальных двигательных ответов (M max ) также были зарегистрированы путем стимуляции срединного нерва с интенсивностью, в 1,25 раза превышающей минимальную интенсивность, необходимую для вызова M max . M max использовали для нормализации Н-рефлексов, кожных рефлексов и МВП (Zehr, 2002; Misiaszek, 2003).

Кожные рефлексы

Последовательности стимулов (5 × 1 мс при 300 Гц) применялись к поверхностному лучевому (SR) нерву непосредственно проксимальнее головки лучевой кости (Zehr and Hundza, 2005; Barss et al., 2020) использовались как для состояния H- рефлексы и вызывают кожные рефлексы. Для проведения стимуляции использовали стимулятор Grass S88, изоляцию стимула SIU5 и устройство постоянного тока CCU1 (Grass Instruments, Остин, Техас, США) (Nakajima et al., 2013). Радиационные пороги (RT) для стимуляции SR нерва были определены для каждого участника и использовались для определения интенсивности стимуляции.RT определяли как самую низкую интенсивность, вызывающую иррадиирующую парестезию во всем кожном рецептивном поле SR нерва (Duysens et al., 1990; Brooke et al., 1997). Стимуляция для каждого участника была установлена ​​на 3xRT, чтобы вызвать кожные рефлексы.

Соматосенсорная обусловленность Н-рефлексов

Для изучения потенциальных пресинаптических эффектов была включена парадигма стимуляции кондиционирующего теста (рис. 3), которая, как известно, снижает пресинаптическое торможение в FCR, облегчая амплитуду H-рефлекса (Nakajima et al., 2013; Барсс и др., 2018). Стимуляцию SR проводили при 2xRT за 37 мс до (интервал кондиционирования) до стимуляции проксимального срединного нерва (H-рефлекс). Через каждые 3–5 с в отдельных пробах применяли 20 импульсов с интенсивностью, необходимой для вызова М-волны той же амплитуды, что и при безусловных рефлексах.

Рис. 3. Схематическая диаграмма, показывающая вероятные нервные пути для интеграции входных данных от непрямой вибрации, воздействующей на верхнюю конечность (ULV). Остается вероятным, что УМО оказывает как пресинаптическое, так и постсинаптическое воздействие на спинальную возбудимость без изменения корково-спинальной возбудимости.Выделен механизм формирования H-рефлекса при стимуляции поверхностного лучевого (SR) нерва, снижающего пресинаптическое торможение афферентного FCR Ia. Первичные афференты показаны пунктирными линиями. Возбуждающие синапсы обозначаются буквой «Т» с открытыми телами клеток, тогда как тормозные синапсы отображаются буквой «V» и телами серых клеток. Пунктирный прямоугольник представляет собой сеть интернейронов в спинном мозге.

Транскраниальная магнитная стимуляция

Транскраниальная магнитная стимуляция (MagPro R30, Medtronic) проводилась над левой моторной корой для выявления моторных вызванных потенциалов (МВП) в FCR и мышце BB для проверки корково-спинальной возбудимости.Место для стимуляции выбирали, сначала определяя оптимальное место для MEP FCR, периодически перемещая катушку, чтобы определить место, которое произвело наибольшее MEP. Затем это место было отмечено и поддерживалось в пределах 1 мм относительно кортикального ориентира на протяжении всего эксперимента с использованием системы управления изображением (Brainsight, Rogue Research) для обеспечения точной и последовательной стимуляции. Интенсивность стимуляции устанавливали в начале экспериментального протокола и поддерживали в условиях УМО и КОНТРОЛЯ, чтобы вызвать ВМО, составляющее ≈70% от максимальной амплитуды ВМО, чтобы могли происходить как торможение, так и облегчение ВОС.

Сбор и анализ данных

Амплитуды

FCR H-рефлекса, M-волны, кожного рефлекса и MEP были усреднены по двадцати разверткам для каждого состояния и проанализированы в автономном режиме с использованием Matlab 2019© (Mathworks, Nantick, MA). Амплитуда от пика до пика была количественно определена для М-волн, Н-рефлексов и МВП. Кожные рефлексы количественно определяли путем усреднения двадцати ответов на стимуляцию SR, затем вычитали 50 мс мышечной активности перед стимуляцией, оставляя рефлекторную активность для оценки (Brooke et al., 1997; Зер и Штейн, 1999). Фоновую мышечную активность количественно определяли как усредненную ЭМГ-активность 50-миллисекундного окна перед стимулом для каждого состояния. Артефакт стимула был удален из вычтенной рефлекторной дорожки, а затем данные были подвергнуты низкочастотной фильтрации с частотой 30 Гц с использованием двухпроходного фильтра Баттерворта четвертого порядка. Оцениваются пиковые короткие (40–70 мс после стимула), средние (70–110 мс после стимула) и длинные латентные ответы (110–140 мс после стимула) (Zehr et al., 1997, 1998) (рис. 5А). Временное окно для каждой латентности выбиралось визуально вокруг пикового ответа (либо возбуждения, либо торможения), который считался значительным рефлексом, если пик составлял два стандартных отклонения вне фоновой мышечной активности (Zehr and Chua, 2000).В каждом временном окне данные усреднялись вместе в течение окна 10 мс с центром вокруг максимального отклика для получения одного значения.

Рис. 4. Влияние вибрации верхней конечности на рефлекс Гофмана (Н-). (A) Следы одного субъекта, подчеркивающие подавление амплитуды H-рефлекса во время ULV, в то время как M-зубец остается постоянным. Сплошные кривые указывают среднее значение 20 разверток во время КОНТРОЛЯ, тогда как точечные кривые указывают среднее значение во время УМО. (B) Среднее групповое значение амплитуды М-зубца в зависимости от условий, указывающее на то, что один и тот же нисходящий ввод был предоставлен для всех условий. (C) Групповые средние амплитуды Н-рефлекса с УМО и без него как для безусловных, так и для условных рефлексов. (D) Среднее групповое значение амплитуды H-рефлекса, объединенное по задачам (ULV по сравнению с КОНТРОЛЕМ) и влияние кондиционирования. Все данные по одному субъекту включены в виде четких кружков. * Указывает на значительную разницу в амплитуде Н-рефлекса. Значения являются средними ± SD ( p < 0.05).

Рисунок 5. Влияние вибрации верхней конечности на амплитуду кожного рефлекса. (A) Следы одного субъекта, дающие репрезентативные примеры кожных рефлексов. Сплошные кривые указывают среднее значение 20 разверток во время КОНТРОЛЯ, тогда как точечные кривые указывают среднее значение во время УМО. (B) Среднее по группе в условиях ранней латентной амплитуды кожного рефлекса. (C) Среднее по группе в условиях средней амплитуды латентного кожного рефлекса. (D) Среднее значение по группе в условиях длинной латентной амплитуды кожного рефлекса. Все данные по одному субъекту включены в виде четких кружков. * Указывает на значительное снижение амплитуды среднелатентного кожного рефлекса во время УМО. Значения средние ± стандартное отклонение ( p <0,05).

Статистический анализ

Зависимые показатели фоновой мышечной активности, М-волны, Н-рефлекса, амплитуды кожного рефлекса и МВП оценивались с использованием SPSS Statistic 20 (Чикаго, Иллинойс). М-волны и Н-рефлексы анализировали с помощью 2 (КОНТРОЛЬ vs.ULV) × 2 (некондиционированный против кондиционированного) дисперсионный анализ с повторными измерениями (rmANOVA). rmANOVA был выполнен для определения любых потенциальных взаимодействий между парадигмой кондиционирования Н-рефлекса и эффектом УМО. Все другие зависимые показатели, включая фоновую мышечную активность, МВП и кожные рефлексы, анализировали с использованием парных тестов t (КОНТРОЛЬ против УМО). Нормальность данных определяли с помощью теста Шапиро-Уилка. Величина эффекта сообщается для каждого ANOVA как частичный эта-квадрат (ηp2) вместе с наблюдаемой мощностью (OP).При необходимости было выполнено апостериорных анализов с использованием попарных сравнений с поправкой Бонферрони. Значимость принималась ниже р = 0,05.

Результаты

Фоновая активность мышц

Фоновая ЭМГ-активность в FCR не отличалась между УМО и КОНТРОЛЕМ для всех зависимых показателей ( p > 0,05).

М-волны, Н-рефлексы и условные Н-рефлексы

Репрезентативные примеры М-волн и Н-рефлексов FCR от одного участника, зарегистрированных во время некондиционированных испытаний CONTROL и ULV, показаны на рисунке 4A.Для этого участника, когда амплитуды М-волн были одинаковой амплитуды, H-рефлексы были меньше во время УМО (вибрация), чем без вибрации (контроль). ANOVA с повторными измерениями 2 × 2 подтвердил, что групповые амплитуды М-волн не отличались между задачами ULV и CONTROL или между условными и безусловными испытаниями (рис. 4B) без существенного взаимодействия [ F (1,13) = 1,819 , р = 0,200; ηр2 = 0,123; OP = 0,240] или основные эффекты вибрации [ F (1,13) = 0.096, р = 0,762; ηр2 = 0,007; ОП = 0,06] или кондиционирование [ F (1,13) = 2,478, р = 0,139; ηр2 = 0,160; ОП = 0,308).

A 2 × 2 повторных измерений ANOVA показал, что существует значительный основной эффект обеих вибраций [ F (1,13) = 7,178, p = 0,019; ηp2 = 0,356; ОП = 0,698] и кондиционирование [ F (1,13) = 5,124, р = 0,041; ηр2 = 0,283; OP = 0,554] для амплитуды H-рефлекса (рис. 4C).На рисунке 4D, объединенном по задачам, показано, что кондиционирование SR нерва значительно облегчило амплитуду H-рефлекса (25,6 ± 5,2% M max ) по сравнению с безусловными рефлексами (16,8 ± 2,1% M max ). Это подчеркивает, что парадигма кондиционирования была эффективной в снижении пресинаптического торможения и облегчении Н-рефлекса. Важно отметить, что в совокупности с эффектом кондиционирования рисунок 4D указывает на значительное снижение амплитуды Н-рефлекса во время УМО (18,4 ± 3.1% M max ) по сравнению с контролем (24,0 ± 4,1% M max ). Это означает, что воздействие УМО на верхнюю конечность оказывало одинаковое угнетающее действие на передачу Н-рефлекса как для условных, так и для безусловных рефлексов.

Кожные рефлексы

Репрезентативные примеры кожных рефлексов, зарегистрированных у одного участника во время испытаний CONTROL и ULV, показаны на рисунке 5A. Ответы в компонентах ранней, средней и поздней латентности оценивались отдельно.Как показано на Фигуре 5C, парный образец t -test показал, что имело место значительно большее ингибирование среднелатентного ответа во время ULV [-1,73 ± 2,2% M max ; Ф (1,13) = 9,279, р = 0,009; ηр2 = 0,416; OP = 0,804], чем испытания CONTROL (-1,50 ± 2,1% M макс ). Достоверных различий в амплитудах ранних (1,4±2,6 против 1,5±2,6% М max ; [ F (1,13) = 0.307, р = 0,589; ηр2 = 0,023; ОП = 0,081] или поздние (0,94 ± 1,8 против 0,98 ± 1,9% М max ; [ F (1,13) = 0,077, р = 0,06; η = 0,082; ] латентные кожные реакции (рис. 5B, D)

Моторные вызванные потенциалы

Репрезентативные примеры MEP, записанные от одного участника для CONTROL и ULV, показаны на рисунке 6A. Парная выборка t -test показала отсутствие различий в MEP между КОНТРОЛЬНЫМ и УМО ни в FCR (11.8 ± 8,2 против 12,9 ± 9,7% M макс. ; [ F (1,13) = 1,084, р = 0,317; ηр2 = 0,077; OP = 0,162] или BB (4,8 ± 5,0 мкВ против 4,7 ± 4,6 мкВ; [ F (1,13) = 0,566, p = 0,465; ηp2 = 0,042; OP = 0,107] (рис. Это указывает на то, что УМО не изменяет корково-спинномозговую возбудимость этих мышц верхней конечности.

Рис. 6. Влияние вибрации верхней конечности на двигательные вызванные потенциалы (МВП). (A) Следы отдельных субъектов, которые показывают репрезентативные примеры MEP во время КОНТРОЛЯ и УМО. Сплошные кривые указывают среднее значение 20 разверток во время КОНТРОЛЯ, тогда как точечные кривые указывают среднее значение во время УМО. (B) Среднее по группе значение моторных вызванных потенциалов во время КОНТРОЛЯ и УЛВ в лучевом сгибателе запястья и двуглавой мышце плеча. Все данные по одному субъекту включены в виде четких кружков.

Обсуждение

Цель исследования заключалась в оценке сенсомоторной передачи в верхней конечности человека во время УМО для выявления потенциальных корково-спинномозговых и спинно-опосредованных участков адаптации.Наша гипотеза была подтверждена тем, что УМО значительно подавляло амплитуду H-рефлекса на 15,7% по сравнению с КОНТРОЛЕМ. УМО также усиливало угнетение среднелатентных кожных рефлексов на 20,0% по сравнению с контролем. Вопреки нашей гипотезе и предыдущим результатам WBV, УМО не оказывало существенного влияния на амплитуду ВМО в верхних конечностях. В этом исследовании впервые показано, что в верхних конечностях острая УМО ингибирует спинно-опосредованные нейронные цепи, о чем свидетельствует подавление кожных и H-рефлекторных ответов без влияния на кортико-спинальную возбудимость сгибателей предплечья.Вместе эти результаты позволяют предположить, что УМО усиливает пресинаптическое ингибирование афферентной передачи.

Вибрация верхних конечностей снижает передачу Н-рефлекса

Предыдущие исследования нижних конечностей людей с неврологической интактностью показали, что WBV значительно подавляет амплитуду H-рефлекса (Armstrong et al., 2008; Kipp et al., 2011; Ritzmann et al., 2013; Hortobágyi et al., 2014; Ahmadi). и др., 2015; Харвуд и др., 2017; Лаудани и др., 2018). Подавление Н-рефлекса также было отмечено у лиц с травмой спинного мозга, хотя оно было менее выражено по сравнению с лицами с неврологической интактностью (Саенко и соавт., 2010). Результаты текущего исследования подтверждают как предыдущую литературу (Budini et al., 2017), так и предложенную гипотезу, поскольку УМО значительно ингибирует H-рефлексы FCR. Условия контролировались, чтобы поддерживать постоянное положение тела и произвольное движение вниз между условиями КОНТРОЛЯ и УМО. Таким образом, снижение амплитуды Н-рефлекса как при УМО, так и при ВБВ свидетельствует об ослаблении спинальной возбудимости как пре-, так и постсинаптического характера. Это торможение оказывается устойчивым как для группы мышц, так и для источника непрямой вибрации.На рисунке 3 представлена ​​схема, которая подчеркивает, что ULV снижает амплитуду H-рефлекса либо за счет усиления пресинаптического торможения на афференты Ia, либо за счет ингибирующего постсинаптического входа в пул мотонейронов FCR.

Эффективность парадигмы кондиционирования

Кондиционирующая парадигма использовалась для снижения пресинаптического торможения афферентов Ia и облегчения Н-рефлекса (Nakajima et al., 2013) для определения потенциальных пресинаптических влияний на возбудимость Н-рефлекса во время КОНТРОЛЯ и УМО.Как и ожидалось, кондиционирующая парадигма была эффективна для облегчения возбудимости пути Н-рефлекса. Вызванная двигательная реакция (М-волна) не различалась в зависимости от парадигмы кондиционирования или между КОНТРОЛЕМ и УМО, что указывает на одинаковый относительный вход в спинной мозг независимо от состояния. При одинаковом относительном входе условные Н-рефлексы деполяризуют больше двигательных единиц, вероятно, из-за снижения пресинаптического торможения, о чем свидетельствует значительное увеличение амплитуды Н-рефлекса (Nakajima et al., 2013). Хотя постсинаптические эффекты не могут быть исключены в текущем исследовании, поскольку наша кондиционирующая стимуляция была выше порога вызванных ответов в продолжающейся ЭМГ.

Важно отметить, что в то время как кондиционирующая парадигма была эффективна для облегчения H-рефлекса, применение УМО во время статической задачи соответствует общему снижению возбудимости H-рефлекса независимо от того, был ли рефлекс условным. Таким образом, представляется, что произошло взаимодействие между известным входным кондиционированием (Nakajima et al., 2013) и ингибирующий вход от ULV, который может иметь как пре-, так и постсинаптическую природу. На рис. 3 схематично представлена ​​парадигма обусловливания и эти потенциальные места взаимодействия.

Вибрация верхних конечностей усиливает ингибирование среднелатентных кожных рефлексов

Применение УМО усиливало торможение среднелатентных кожных рефлексов. Кожные рефлексы предоставляют информацию об относительном вкладе сенсорной информации от кожи в текущую двигательную активность (Zehr and Stein, 1999).Конвергенция возбуждающих и тормозных эффектов на мотонейроны FCR зависит от стимулируемого нерва и латентного периода, при котором измеряется ответ. Подобно предыдущим исследованиям, среднелатентные ответы на стимуляцию SR нерва в FCR производят большой ингибирующий эффект (Zehr et al., 2001). Интересно, что при применении УМО наблюдалось значительно большее подавление среднелатентного ответа. Вклад в ингибирование текущей мышечной активности в этот латентный период, вероятно, происходит на нескольких уровнях спинного мозга через конвергентные пути в пуле мотонейронов FCR (Iles, 1996; Birmingham et al., 1998; Аймонетти и др., 1999; Зер и Штейн, 1999). Поскольку эффект не наблюдался ни в ранних, ни в поздних латентных рефлексах во время УМО, вполне вероятно, что эффекты возникают пресинаптически по отношению к пулу мотонейронов. Потенциальные пре- и постсинаптические влияния УМО на амплитуду среднелатентного рефлекса показаны на рисунке 3.

Вибрация верхних конечностей не влияет на корково-спинномозговую возбудимость

Предыдущие исследования показали, что WBV повышает кортикоспинальную возбудимость передней большеберцовой мышцы во время применения вибрации (Mileva et al., 2009), в камбаловидную мышцу до 10 мин после воздействия вибрации (Krause et al., 2016), а в медиальную широкую мышцу бедра до 20 мин (Pamukoff et al., 2016b). Однако в этих же исследованиях не было выявлено существенных различий в амплитуде МВП икроножной (Krause et al., 2016) или камбаловидной мышцы (Mileva et al., 2009). Кроме того, не произошло значительного увеличения амплитуды МВП после ВБВ в медиальной широкой мышце бедра после реконструкции передней крестообразной связки (Pamukoff et al., 2016а). Таким образом, сообщаемое увеличение кортикоспинальной возбудимости во время и после WBV не является последовательным для разных групп мышц или временных точек (во время и после WBV). Насколько нам известно, исследований о влиянии УМО на амплитуду ВМО не проводилось. Вопреки нашей гипотезе, УМО не влиял на кортикоспинальную возбудимость ни для FCR, ни для BB. Это указывает на то, что УМО не изменяет возбудимость моторной коры или пула мотонейронов. Когда результаты объединены, можно предположить, что УМО ингибирует спинальные рефлексы в основном за счет пресинаптических механизмов, как показано на рисунке 3.

Функциональные последствия

Конкретной целевой группой для включения УМО являются лица с дефицитом сенсомоторного контроля, связанным со спастичностью, включая повреждение спинного мозга (DeForest et al., 2020), инсульт (Liepert and Binder, 2010) и спастические двигательные расстройства (Dietz and Синкьяер, 2007). Результаты текущего исследования показывают, что УМО увеличивает торможение спинномозговых путей, которое, вероятно, имеет пресинаптический характер. Это генерализованное подавление спинномозговых путей, по-видимому, сходно между УМО, ВБВ и прямой вибрацией.Наши результаты также показывают, что УМО не изменяет корково-спинномозговую возбудимость, что отличается от WBV и литературы по прямым вибрациям, где изменения в коре (Christova et al., 2010; Calabrò et al., 2017) и кортикоспинальной et al., 2016; Pamukoff et al., 2016b) продемонстрирована возбудимость. Вибрация верхних конечностей может оказывать меньшее влияние на возбудимость коры головного мозга, связанную с различиями в рекрутировании афферентных импульсов в условиях, требующих весовой нагрузки и постурального контроля.В конечном счете, УМО может быть эффективным способом уменьшения спастичности во время сеанса реабилитации аналогично WBV и прямой вибрации.

Недавно прямая вибрация, воздействующая на ахиллово сухожилие или переднее большеберцовое сухожилие после травмы спинного мозга, подавляла позднюю спазмоподобную активность в мышцах-антагонистах, но не в мышцах-агонистах, вероятно, посредством реципрокных механизмов торможения (DeForest et al., 2020). Важно отметить, что недавние данные указывают на то, что прямая вибрация, наложенная на тоническое сокращение, вызывает пластические изменения как в ипси-, так и в контралатеральной моторной коре в течение 30 минут после вибрации (Christova et al., 2010). У людей, живущих с хроническим инсультом, прямая вибрация сама по себе показала улучшение функциональной способности через месяц после лечения (Caliandro et al., 2012). Когда прямая вибрация сочетается с физиотерапией, нейрофизиологические изменения в мышцах верхних конечностей происходят в течение двух недель после вмешательства (Marconi et al., 2011). Сочетание прямой вибрации с роботизированной реабилитацией также показало улучшение спастичности и функции после инсульта (Calabrò et al., 2017). Таким образом, улучшение острой функциональной способности с помощью УМО у лиц с неврологическими двигательными расстройствами может быть эффективной стратегией целенаправленной реабилитации (Ahlborg et al., 2006; Несс и Филд-фоте, 2009 г.; Саенко и др., 2010). В частности, текущее исследование обеспечивает потенциальную механистическую основу для использования УМО в качестве сопутствующей терапии для уменьшения острой спастичности, что позволяет повысить эффективность как во время сеанса реабилитации, так и с течением времени.

Ограничения

Остается возможным, что из-за технических ограничений аппарата УМО, использованного в текущем исследовании, амплитуда вибрации, подаваемой на верхнюю конечность, была недостаточной для изменения корково-спинномозговой возбудимости.Максимальная амплитуда смещения устройства УМО, используемого в настоящем исследовании, составляет 0,353 мм. Было показано, что в нижних конечностях электромиографический ответ, вызванный WBV, зависит от амплитуды вибрации, частоты и растяжения мышц; с проверенными амплитудами вибрации от 0,5 до 1,5 мм (Pujari et al., 2019a). Если бы использовалась большая амплитуда, остается возможным, что большее подавление кожных и H-рефлексов произошло бы при изменении кортикоспинальной возбудимости, как это наблюдалось в предыдущих исследованиях с использованием WBV.Потребуются дальнейшие исследования, чтобы определить, связано ли отсутствие стимуляции MEP с амплитудой обеспечиваемой вибрации или с небольшим размером эффекта из-за большой изменчивости среди ограниченного числа участников. По этим причинам результаты MEP следует интерпретировать с осторожностью. Для будущих исследований будет важно определить, являются ли эффекты УМО специфическими для мышц (сгибатели или разгибатели, верхние и нижние мышцы), специфичны для задач (стояние или хватание) и зависят от амплитуды, чтобы обеспечить его реализацию в оптимальных условиях (Пуджари). и другие., 2019а).

Заключение

Однократный сеанс УМО изменил передачу по спинальным, но не кортикоспинальным путям, о чем свидетельствует значительное ингибирование амплитуд Н- и среднелатентных кожных рефлексов, в то время как двигательные вызванные потенциалы остались неизменными. Следовательно, острое УМО изменяет сегментарную сенсомоторную передачу в сгибателях предплечья, вероятно, из-за повышенного пресинаптического торможения. УМО может обеспечить эффективное средство целенаправленной реабилитации в условиях спастичности.

Заявление о доступности данных

Необработанные данные, подтверждающие выводы этой статьи, доступны по запросу от соответствующего автора.

Заявление об этике

Исследования с участием людей были рассмотрены и одобрены Советом по этике исследований человека Университета Альберты, Университет Альберты, Канада. Участники дали письменное информированное согласие на участие в этом исследовании.

Вклад авторов

Эксперименты проводились в лаборатории нейрофизиологии человека Университета Альберты, Канада.TB, DC и AP разработали концепцию исследования и экспериментального плана, а также внесли свой вклад в интерпретацию и составление рукописи. TB, DM и AP собрали данные. TB и AP проанализировали данные. TB, DC, DM и AP внесли исправления и одобрили окончательный вариант рукописи. Все авторы внесли свой вклад в статью и одобрили представленную версию.

Финансирование

Поддержка этого исследования была предоставлена ​​Сообществом Черчилля для путешествий через Мемориальный фонд Уинстона Черчилля (AP) и стипендией Университета Альберты для постдокторских исследований в области неврологии (ТБ).Устройство вибростимуляции, используемое в этой работе, было поддержано финансированием Шотландского совета по финансированию, Соединенное Королевство (SFC) (AP).

Конфликт интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Благодарности

Авторы хотели бы поблагодарить участников за их вклад во время сбора данных.

Сокращения

Н-рефлекс, рефлекс Гофмана; М-волна, прямой двигательный ответ; Hmax — максимально вызванный Н-рефлекс; Mmax — максимально вызванная двигательная реакция; ББ, двуглавая мышца плеча; FCR, лучевой сгибатель запястья; SR — поверхностный радиальный; RT, порог излучения; КОНТРОЛЬ, без вибростимуляции; ULV, вибрация верхних конечностей.

Ссылки

Альборг, Л., Андерссон, К., и Юлин, П. (2006). Вибрационная тренировка всего тела по сравнению с силовой тренировкой: влияние на спастичность, мышечную силу и двигательную активность у взрослых с церебральным параличом. Дж. Реабилитация. Мед. 38, 302–308. дои: 10.1080/16501970600680262

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Ахмади М., Торкаман Г., Кахризи С., Габаи М. и Арани Л. Д. (2015). Одинаково ли острое и краткосрочное влияние вибрации всего тела на кривую рекрутмента H-рефлекса и ловкость? J. Спортивная реабилитация. 25, 348–356. doi: 10.1123/jsr.2015-0021

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Аймонетти, Дж.М., Морин Д., Шмид А., Ведель Дж. П. и Паньи С. (1999). Проприоцептивный контроль двигательных единиц-разгибателей запястья у людей: зависимость от рук. Соматосенс. Мот. Рез. 16, 11–29. дои: 10.1080/089

970618

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Armstrong, W., Nestle, H., Grinnell, D., Cole, L., Van Gilder, E., Warren, G., et al. (2008). Острое влияние вибрации всего тела на рефлекс Гофмана. Дж. Сила конд. Рез. 22, 471–476.

Академия Google

Барсс, Т.С., Кларнер, Т., Сан, Ю., Иноуе, К., и Зер, Э.П. (2020). Влияние усиленного кожного сенсорного воздействия на межконечностную передачу силы разгибателей запястья. Физиол. Респ. 2020, 1–14. дои: 10.14814/phy2.14406

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Барсс, Т.С., Пирси, Г.Е., Манро, Б., Бишоп, Дж.Л., и Зер, Е.П. (2018). Влияние компрессионного белья на передачу сенсорной обратной связи в верхней конечности человека. Дж. Нейрофизиол. 120, 186–195. doi: 10.1152/jn.00581.2017

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Birmingham, T.B., Kramer, J.F., Inglis, J.T., Mooney, C.A., Murray, L.J., Fowler, P.J., et al. (1998). Влияние неопренового рукава на ощущение положения коленного сустава во время тестов с открытой кинетической цепью сидя и закрытой кинетической цепи в положении лежа. утра. Дж. Спорт Мед. 26, 562–566. дои: 10.1177/03635465980260041601

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Брук, Дж.Д., Ченг Дж., Коллинз Д.Ф., Макилрой В.Е., Мисиашек Дж.Е. и Стейнс В.Р. (1997). Сенсорно-сенсорное афферентное кондиционирование с движением ног: получение контроля над спинномозговыми рефлексами и восходящими путями. Прог. Нейробиол. 51, 393–421. doi: 10.1016/s0301-0082(96)00061-5

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Будини Ф., Лаудани Л., Бернардини С. и Макалузо А. (2017). Локальная вибрация угнетает H-рефлекс, но не влияет на ловкость рук и не усиливает тремор. Гум. Мов. науч. 55, 221–228. doi: 10.1016/j.humov.2017.08.018

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Берк, Д., Хагбарт, К.Е., Лёфштедт, Л., и Валлин, Б.Г. (1976). Реакции окончаний мышечных веретен человека на вибрацию при изометрическом сокращении. J. Physiol. 261, 695–711.

Академия Google

Калабро Р.С., Наро А., Руссо М., Миларди Д., Лео А., Филони С. и др. (2017). Два лучше, чем один? Мышечная вибрация плюс роботизированная реабилитация для улучшения спастичности и функции верхних конечностей: пилотное рандомизированное контролируемое исследование. PLoS One 12:1–20. doi: 10.1371/journal.pone.0185936

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Калиандро, П., Челлетти, К., Падуя, Л., Минчиотти, И., Руссо, Г., Граната, Г., и др. (2012). Фокальная мышечная вибрация при лечении спастичности верхних конечностей: пилотное рандомизированное контролируемое исследование у пациентов с хроническим инсультом. Арх. физ. Мед. Реабилит. 93, 1656–1661. doi: 10.1016/j.apmr.2012.04.002

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Чен, Х., Ма, Дж., Лу, Б. и Ма, X. (2017). Влияние вибрационной тренировки всего тела на мышечную массу. Медицина 96, 1–8. doi: 10.1371/journal.pmed1000097

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Christova, M., Rafolt, D., Mayr, W., Wilfling, B., and Gallasch, E. (2010). Вибрационная стимуляция во время неутомляющего тонического сокращения вызывает стойкий нейропластический эффект. J. Электромиогр. Кинезиол. 20, 627–635. doi: 10.1016/j.jelekin.2010.03.001

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

де Паула, Л.В., Морейра, П.В.С., Хюбнер, Р., и Шмухровски, Л.А. (2017). Косвенные синусоидальные колебания вызывают резкое увеличение взрывной силы. J. Электромиогр. Кинезиол. 35, 76–85. doi: 10.1016/j.jelekin.2017.05.010

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

ДеФорест, Б. А., Бохоркес, Дж., и Перес, Массачусетс (2020). Вибрация ослабляет спазмоподобную активность у людей с травмой спинного мозга. J. Physiol. 598, 2703–2717. дои: 10.1113/JP279478

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Дитц, В., и Синкьяер, Т. (2007). Спастическое двигательное расстройство: нарушение рефлекторной функции и изменение мышечной механики. Ланцет Нейрол. 6, 725–733. doi: 10.1016/S1474-4422(07)70193-X

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Дионелло, К.Ф., Са-Капуто, Д., Перейра, Х.В.Ф.С., Соуза-Гонсалвеш, К.Р., Майворм, А.И., Морель, Д.С., и соавт. (2016). Влияние упражнений с вибрацией всего тела на минеральную плотность костей у женщин с постменопаузальным остеопорозом без лекарств: новые результаты и обзор литературы. J. Опорно-двигательный аппарат. Нейрональное взаимодействие. 16, 193–203.

Академия Google

Duysens, J., Trippel, M., Horstmann, G.A., and Dietz, V. (1990). Запирание и реверсирование рефлексов в мышцах голеностопного сустава при ходьбе человека. Экспл. Мозг Res. 82, 351–358. дои: 10.1007/BF00231254

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Эклунд Г. и Хагбарт К. Э. (1966). Нормальная изменчивость тонических вибрационных рефлексов у человека. Экспл.Нейрол. 16, 80–92. дои: 10.1016/0014-4886(66)-4

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Фримен, А. В., и Джонсон, К. (1982). Кожные механорецепторы у макак: модели временных разрядов, вызванные вибрацией, и модель рецепторов. J. Physiol. 323, 21–41. doi: 10.1113/jphysiol.1982.sp014059

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Хагбарт, К.Е., и Эклунд, Г. (1965). «Моторные эффекты вибрационных мышечных стимулов у человека», в Мышечные афференты и моторный контроль.Материалы Первого Нобелевского симпозиума , изд. Р. Гранит (Стокгольм: Альмквист и Викселл).

Академия Google

Харвуд Б., Шерер Дж., Браун Р., Кмд К., Кенно К. и Якоби Дж. (2017). Нервно-мышечные реакции подошвенных сгибателей на вибрацию всего тела. Сканд. Дж. Мед. науч. Спорт. 27, 1569–1575. doi: 10.1111/смс.12803

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Херменс, Х. Дж., Фрерикс, Б., Диссельхорст-Клуг, К.и Рау Г. (2000). Разработка рекомендаций по датчикам РЭМГ и процедурам размещения датчиков. J. Электромиогр. Кинезиол. 10, 361–374. doi: 10.1016/S1050-6411(00)00027-4

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Хортобадьи Т., Райдер П. и Девита П. (2014). Влияние реальной и ложной механической вибрации всего тела на возбудимость позвоночника в покое и при сокращении мышц. Сканд. Дж. Мед. науч. Спорт 24, е436–е447. doi: 10.1111/смс.12219

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Хьюстон, М.Н., Ходсон, В.Е., Адамс, К.К.Е., и Хох, Дж.М. (2015). Эффективность тренировки вибрации всего тела в улучшении гибкости подколенного сухожилия у физически активных взрослых. J. Спортивная реабилитация. 24, 77–82. doi: 10.1123/jsr.2013-0059

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Илес, Дж. Ф. (1996). Доказательства кожной и кортикоспинальной модуляции пресинаптического ингибирования афферентов Ia от нижней конечности человека. J. Physiol. 491, 197–207.doi: 10.1113/jphysiol.1996.sp021207

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Ин Т., Юнг К., Ли М. Г. и Чо Х. Ю. (2018). Вибрация всего тела улучшает спастичность голеностопного сустава, улучшает равновесие и способность ходить у людей с неполным повреждением шейного отдела спинного мозга. Нейрореабилитация 42, 491–497. doi: 10.3233/NRE-172333

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Джепсен Д. Б., Томсен К., Хансен С., Йоргенсен, Н. Р., Масуд, Т., и Риг, Дж. (2017). Влияние вибрационных упражнений для всего тела на предотвращение падений и переломов: систематический обзор и метаанализ. BMJ Открыть 7:e018342. doi: 10.1136/bmjopen-2017-018342

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Кипп, К., Джонсон, С.Т., Дерингер, Дж.Р., и Хоффман, Массачусетс (2011). Спинномозговая рефлекторная возбудимость и гомосинаптическая депрессия после приступа вибрации всего тела. Мышечный нерв 43, 259–262.doi: 10.1002/mus.21844

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Кнайс, С., Верле, А., Илендер, А., Волегова-Неер, Н., Голлхофер, А., и Берц, Х. (2018). Результаты пилотного исследования ручной вибрации: интервенционные упражнения уменьшают дисфункцию верхних конечностей и усталость у пациентов с раком молочной железы, проходящих лучевую терапию: исследование VibBRa. Интегр. Рак Тер. 17, 717–727. дои: 10.1177/1534735418766615

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Краузе, А., Голлхофер А., Фрейлер К., Яблонка Л. и Ритцманн Р. (2016). Острая кортикоспинальная и спинальная модуляция после вибрации всего тела. J. Опорно-двигательный аппарат. Нейрональное взаимодействие. 16, 327–338. doi: 10.6094/UNIFR/11713

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Лай, К.-К., Ту, Ю.-К., Ван, Т.-Г., Хуанг, Ю.-Т., и Чиен, К.-Л. (2018). Влияние тренировок с отягощениями, тренировок на выносливость и вибрации всего тела на безжировую массу тела, мышечную силу и физическую работоспособность у пожилых людей: систематический обзор и сеть. Возраст Старение 47, 367–373. doi: 10.1093/старение/afy009

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Лаудани Л., Мира Дж., Карлуччи Ф., Орландо Г., Менотти Ф., Саккетти М. и др. (2018). Вибрация всего тела различной частоты угнетает Н-рефлекс, но не влияет на произвольную активацию. Гум. Мов. науч. 62, 34–40. doi: 10.1016/j.humov.2018.09.002

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Липерт, Й.и Биндер, К. (2010). Виброиндуцированные эффекты у пациентов, перенесших инсульт, со спастическим гемипарезом – пилотное исследование. Реставр. Нейрол. Неврологи. 28, 729–735. doi: 10.3233/RNN-2010-0541

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Лу Дж., Сюй Г. и Ван Ю. (2015). Влияние вибрационной тренировки всего тела на людей с хроническим инсультом: систематический обзор и метаанализ. Верх. Реабилитация после инсульта. 22, 161–168. дои: 10.1179/1074935714Z.0000000005

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Маркони, Б., Filippi, G.M., Koch, G., Giacobbe, V., Pecchioli, C., Versace, V., et al. (2011). Долгосрочные эффекты на корковую возбудимость и двигательное восстановление, вызванные повторяющейся мышечной вибрацией у пациентов с хроническим инсультом. Нейрореабилитация. Восстановление нервной системы 25, 48–60. дои: 10.1177/1545968310376757

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Марин П.Дж., Рея М.Р., Марин П.Дж. и Рея М.Р. (2010). Влияние вибрационной тренировки на мышечную силу: метаанализ. Дж. Сила конд. Рез. 24, 548–556. doi: 10.1519/JSC.0b013e3181c09d22

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Милева К.Н., Боутелл Дж.Л. и Косев А.Р. (2009). Влияние низкочастотной общей вибрации на двигательные вызванные потенциалы у здоровых мужчин. Экспл. Физиол. 94, 103–116. doi: 10.1113/expphysiol.2008.042689

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Misiaszek, JE (2003). H-рефлекс как инструмент в нейрофизиологии: его ограничения и использование для понимания функции нервной системы. Мышечный нерв 28, 144–160. doi: 10.1002/mus.10372

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Мюнте Т.Ф., Йобгес Э.М., Виринга Б.М., Кляйн С., Шуберт М., Йоханнес С. и др. (1996). Вызванные потенциалы человека на длительные вибрационные стимулы: роль мышечных афферентов. Неврологи. лат. 216, 163–166. дои: 10.1016/0304-3940(96)13036-6

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Накадзима Т., Меззаране Р.А., Кларнер Т., Барсс Т.С., Хундза С.Р., Комияма Т. и соавт. (2013). Нейронные механизмы, влияющие на межконечностную координацию во время передвижения у людей: пресинаптическая модуляция H-рефлексов предплечий во время движения ногами. PLoS One 8:1–9. doi: 10.1371/journal.pone.0076313

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Несс, Л.Л., и Филдфот, Э.К. (2009). Влияние вибрации всего тела на спастичность четырехглавой мышцы у лиц со спастической гипертонией из-за травмы спинного мозга. Реставр. Нейрол. Неврологи. 27, 623–633. doi: 10.3233/RNN-2009-0487

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Oliveira, M., da, C.B., Silva, D.R.C., Cortez, B.V., Coêlho, C.K., da, S., et al. (2018). Влияние зеркальной и вибрационной терапии на верхние конечности пациентов с гемипарезом после инсульта: экспериментальное исследование. Реабилитация. Рез. Практика. 2018, 1–6. дои: 10.1155/2018/6183654

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Памуков Д.Н., Пьетросимоне Б., Левек М.Д., Райан Э.Д., Вейнхольд П.С., Ли Д.Р. и соавт. (2016а). Вибрация всего тела и локальных мышц немедленно улучшает функцию четырехглавой мышцы у людей с реконструкцией передней крестообразной связки. Арх. физ. Мед. Реабилит. 97, 1121–1129. doi: 10.1016/j.apmr.2016.01.021

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Памукофф, Д. Н., Пьетросимоне, Б., Левек, М. Д., Райан, Э. Д., Вейнхольд, П. С., Ли, Д. Р., и соавт.(2016б). Непосредственное влияние вибрационных раздражителей на функцию четырехглавой мышцы у здоровых взрослых. Мышечный нерв 54, 469–478. doi: 10.1002/mus.25081

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Пуджари, А. Н. (2016). Разработка и оценка вибрационного аппарата и метода нервно-мышечной стимуляции. Кандидатская диссертация. Абердин: Абердинский университет.

Академия Google

Пуджари, А. Н., Нейлсон, Р. Д., и Кардинале, М.(2019а). Влияние различных частот вибрации, амплитуды и уровня сокращения на мышцы нижних конечностей во время градуированных изометрических сокращений, наложенных на вибрационную стимуляцию всего тела. Дж. Реабилитация. Ассистент Технол. англ. 6, 1–23. дои: 10.1177/2055668319827466

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Пуджари, А. Н., Нейлсон, Р. Д., и Кардинале, М. (2019b). Утомляющие эффекты непрямой вибрационной стимуляции мышц верхних конечностей: до, после и во время изометрических сокращений, наложенных на вибрацию верхних конечностей. Р. Соц. Открытая наука. 6:1

. doi: 10.1098/rsos.1

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Пуджари А. Н., Нейлсон Р., Афале С. и Кардинале М. (2016). Новый прототип вибрации верхних конечностей с применением в спорте и реабилитации: разработка, оценка и предварительное исследование. Здоровьеc. Технол. лат. 4, 44–49. doi: 10.1049/htl.2016.0069

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Ритцманн, Р., Крамер А., Голлхофер А. и Таубе В. (2013). Влияние вибрации всего тела на H-рефлекс, рефлекс растяжения и коротколатентный ответ во время прыжков. Сканд. Дж. Мед. науч. Спорт. 23, 331–339. doi: 10.1111/j.1600-0838.2011.01388.x

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Ритцманн Р., Краузе А., Фрейлер К. и Голлхофер А. (2018). Наука о движении человека Острая вибрация всего тела усиливает взаимное торможение. Гум.Мов. науч. 60, 191–201. doi: 10.1016/j.humov.2018.06.011

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Росси-Дюран, К., Джонс, К.Е., Адамс, С., и Бава, П. (1999). Сравнение угнетения Н-рефлексов после предшествующей активации мышц верхних и нижних конечностей у людей. Экспл. Мозг Res. 126, 117–127. дои: 10.1007/s002210050721

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Саенко Д.Г., Масани К., Ализаде-Мегрази М., Попович М.Р. и Крейвен Б.К. (2010). Острые эффекты вибрации всего тела во время пассивного стояния на H-рефлекс камбаловидной мышцы у субъектов с травмой спинного мозга и без нее. Неврологи. лат. 482, 66–70. doi: 10.1016/j.neulet.2010.07.009

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Сития Раберт, М., Ригау Комас, Д., Форт Ванмиерхаге, А., Сантойо Медина, К., Роке-и-Фигулс, М., Ромеро-Родригес, Д., и др. (2012).Вибротренировка всего тела для пациентов с нейродегенеративным заболеванием. Кокрановская система базы данных. Ред. 2012:CD009097. doi: 10.1002/14651858.cd009097.pub2

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Ценг, С.Ю., Сюй, П.С., Лай, К.Л., Ляо, В.К., Ли, М.К., и Ван, К.Х. (2016). Влияние двух частот вибрационной тренировки всего тела на баланс и гибкость пожилых людей: рандомизированное контролируемое исследование. утра. Дж. Физ. Мед. Реабилит. 95, 730–737. дои: 10.1097/PHM.0000000000000477

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Зер, Э.П., и Штейн, Р.Б. (1999). Какие функции выполняют рефлексы при движении человека? Прог. Нейробиол. 58, 185–205.

Академия Google

Зер, Э.П., Коллинз, Д.Ф., и Чуа, Р. (2001). Межконечностные рефлексы человека, вызываемые электрической стимуляцией кожных нервов, иннервирующих кисть и стопу. Экспл. Мозг Res. 140, 495–504. дои: 10.1007/s002210100857

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Зер, Э.П., Комияма, Т., и Штейн, Р.Б. (1997). Кожные рефлексы при ходьбе человека: электромиографические и кинематические реакции на электрическую стимуляцию. Дж. Нейрофизиол. 77, 3311–3325.

Академия Google

Факты о дефектах репозиции верхних и нижних конечностей

Дефекты репозиции верхних и нижних конечностей возникают, когда часть или вся рука (верхняя конечность) или ножка (нижняя конечность) плода не могут полностью сформироваться во время беременности.Дефект называется «уменьшением конечности», потому что конечность уменьшена по сравнению с нормальным размером или отсутствует.

Сколько детей рождаются с дефектами редукции конечностей?

По оценкам исследователей, примерно 1 из каждых 1900 детей в Соединенных Штатах рождается с дефектом редукции конечностей. У некоторых из этих детей будут дефекты редукции как верхних, так и нижних конечностей. 1

Какие проблемы возникают у детей с дефектами редукции конечностей?

Младенцы и дети с дефектами репозиции конечностей будут сталкиваться с различными проблемами и трудностями, но степень их будет зависеть от местоположения и размера репозиции.Некоторые потенциальные трудности и проблемы включают в себя:

  • Трудности нормального развития, такие как моторика
  • Нуждается в помощи в повседневных делах, таких как уход за собой
  • Ограничения в определенных движениях, видах спорта или деятельности
  • Возможные эмоциональные и социальные проблемы из-за внешности

Конкретное лечение дефектов репозиции конечностей будет определено врачом ребенка с учетом таких факторов, как возраст ребенка, степень и тип дефекта, а также переносимость ребенком определенных лекарств, процедур и методов лечения.

Общая цель лечения дефектов редукции конечности состоит в том, чтобы предоставить ребенку конечность, которая имеет надлежащие функции и внешний вид. Лечение может варьироваться для каждого ребенка. Потенциальные методы лечения включают:

  • Протезирование (искусственные конечности)
  • Ортопедические изделия (шины или скобы)
  • Хирургия
  • Реабилитация (физиотерапия или трудотерапия)

Важно помнить, что у некоторых младенцев и детей с редукцией конечностей на протяжении всей жизни будут трудности и ограничения, но при надлежащем лечении и уходе они могут прожить долгую, здоровую и продуктивную жизнь.

Что вызывает дефекты редукции конечностей?

Причина дефектов редукции конечностей неизвестна. Тем не менее, исследования показали, что определенное поведение или воздействия во время беременности могут увеличить риск рождения ребенка с дефектом редукции конечностей. К ним относятся:

  • Воздействие на мать некоторых химических веществ или вирусов во время беременности
  • Воздействие на мать некоторых лекарств
  • Возможное воздействие табакокурения на мать (хотя необходимы дополнительные исследования)

CDC сотрудничает со многими исследователями для изучения факторов риска, которые могут увеличить вероятность рождения ребенка с дефектами редукции конечностей, а также результатов рождения детей с дефектом.Ниже приведены примеры результатов этого исследования:

  • Женщина, принимающая поливитамины до беременности, может снизить риск рождения ребенка с дефектами редуцирования конечностей, хотя необходимы дополнительные исследования. 2
  • Определенные наборы дефектов редукции конечностей могут быть связаны с другими врожденными дефектами, такими как пороки сердца, омфалоцеле и гастрошизис. 3

Можно ли предотвратить дефекты репозиции конечности?

Неизвестно, как предотвратить этот тип дефекта, но некоторые проблемы, возникающие в более позднем возрасте у человека, рожденного с редукционным дефектом конечности, можно предотвратить, если дефект лечить на ранней стадии.

Несмотря на это, матери могут принимать меры до и во время беременности, чтобы иметь здоровую беременность. Шаги включают ежедневный прием поливитаминов с фолиевой кислотой (400 мкг), отказ от курения и употребления алкоголя во время беременности.

Ссылки

  1. Mai CT, Isenburg JL, Canfield MA, Meyer RE, Correa A, Alverson CJ, Lupo PJ, Riehle-Colarusso T, Cho SJ, Aggarwal D, Kirby RS. Национальные популяционные оценки основных врожденных дефектов, 2010–2014 гг. Исследование врожденных дефектов. 2019; 111(18): 1420-1435.
  2. Ян К.Х., Хури М.Дж., Олни Р.С. и Мулинаре Дж. Снижает ли применение поливитаминов в период до зачатия риск недостаточности конечностей у потомства? Эпидемиология. 1997;8: 157-61.
  3. Розано А., Ботто Л.Д., Олни Р.С., Хури М.Дж., Ритванен А., Гужар Дж. и др. Дефекты конечностей, связанные с основными врожденными аномалиями: клиническое и эпидемиологическое исследование Международного центра обмена информацией для систем мониторинга врожденных дефектов. Am J Med Genet. 2000;93: 110-16.

Изображения находятся в общественном достоянии, поэтому на них не распространяются какие-либо ограничения авторского права.Из вежливости мы просим, ​​чтобы поставщик контента (Центры по контролю и профилактике заболеваний, Национальный центр врожденных дефектов и нарушений развития) был указан и уведомлен о любом публичном или частном использовании этого изображения.

Изображения находятся в общественном достоянии, поэтому на них не распространяются какие-либо ограничения авторского права. Из вежливости мы просим, ​​чтобы поставщик контента (Центры по контролю и профилактике заболеваний, Национальный центр врожденных дефектов и нарушений развития) был указан и уведомлен о любом публичном или частном использовании этого изображения.

38.1D: Аппендикулярный скелет человека – Биология LibreTexts

Аппендикулярный скелет обеспечивает прикрепление и функции верхних и нижних конечностей человеческого тела.

Цели обучения

  • Описать кости и функции аппендикулярного скелета человека

Ключевые моменты

  • Аппендикулярный скелет человека состоит из костей верхних конечностей, нижних конечностей, грудного пояса и тазового пояса.
  • Грудной пояс служит точкой крепления верхних конечностей к туловищу.
  • Верхняя конечность состоит из руки, предплечья, запястья и кисти.
  • Тазовый пояс несет вес тела и отвечает за передвижение; он также отвечает за прикрепление нижних конечностей к телу.
  • Нижние конечности, включая бедра, голени и ступни, поддерживают весь вес тела и поглощают силы, возникающие при передвижении.

Основные термины

    осевой скелет
  • : кости головы и туловища организма
  • добавочный : конечности или придатка или относящийся к ним
  • ключица ключица; выступающая кость в верхней части грудной клетки между плечом и шеей
  • лопатка : любая из двух больших плоских костей, образующих заднюю часть плеча
  • шарнирный : для образования соединения или соединения суставами

Аппендикулярный скелет человека

Аппендикулярный скелет человека состоит из костей верхних конечностей (которые служат для захвата предметов и манипулирования ими) и нижних конечностей (которые обеспечивают передвижение).В него также входят грудной (или плечевой) пояс и тазовый пояс, которые прикрепляют к телу соответственно верхние и нижние конечности.

Рисунок \(\PageIndex{1}\): Аппендикулярный скелет : Аппендикулярный скелет состоит из костей грудных конечностей (рука, предплечье, кисть), тазовых конечностей (бедро, нога, стопа), грудного пояса , и тазовый пояс.

Нагрудный пояс

Кости плечевого пояса, обеспечивающие точки прикрепления верхних конечностей к осевому скелету, состоят из ключицы (или ключицы) спереди, а также лопатки (или лопатки) сзади.Ключицы, S-образные кости, которые держат руки на теле, лежат горизонтально на передней части грудной клетки (грудной клетки) чуть выше первого ребра.

Рисунок \(\PageIndex{1}\): Грудной пояс : (a) Грудной пояс у приматов состоит из ключиц и лопаток. (b) Вид сзади показывает ость лопатки, к которой прикрепляется мышца.

Лопатки — плоские треугольные кости, расположенные в задней части грудного пояса. Они поддерживают мышцы, пересекающие плечевой сустав.Позвоночник проходит по задней части лопатки; это хороший пример костного выступа, который способствует широкой области прикрепления мышц к кости.

Верхние конечности

Верхние конечности состоят из 30 костей в трех областях: рука (от плеча до локтя), предплечье (локтевая и лучевая кости), запястье и кисть. Плечевая кость — самая крупная и длинная кость верхней конечности и единственная кость руки. Он сочленяется (соединяется) с лопаткой в ​​плечевом суставе и с предплечьем в локтевом суставе.Предплечье, простирающееся от локтя до запястья, состоит из двух костей: локтевой и лучевой. Лучевая кость, расположенная вдоль латеральной (большой) стороны предплечья, сочленяется с плечевой костью в локтевом суставе. Локтевая кость, расположенная на медиальной стороне (со стороны мизинца) предплечья, длиннее лучевой кости. Он сочленяется с плечевой костью в локтевом суставе. Лучевая и локтевая кости также сочленяются с костями запястья и друг с другом, что у позвоночных обеспечивает различную степень вращения запястья относительно длинной оси конечности.Рука включает восемь костей запястья (запястье), пять костей пясти (ладонь) и 14 костей фаланг (пальцев). Каждый палец состоит из трех фаланг, за исключением большого пальца, который, если он присутствует, имеет только две.

Рисунок \(\PageIndex{1}\): Верхняя конечность : Верхняя конечность состоит из плечевой кости плеча, лучевой и локтевой кости предплечья, восьми костей запястья, пяти костей пясти и 14 кости фаланг.

Тазовый пояс

Тазовый пояс прикрепляется к нижним конечностям осевого скелета и отвечает за перенос веса тела и за передвижение.Он надежно прикреплен к осевому скелету прочными связками. Он также имеет глубокие впадины с прочными связками для надежного прикрепления бедренной кости к телу. Тазовый пояс дополнительно укреплен двумя большими тазовыми костями. У взрослых тазовые кости образованы слиянием трех пар костей: подвздошной, седалищной и лобковой. Таз соединяется в передней части тела с суставом лобкового симфиза и с костями крестца в задней части тела.

Нижние конечности

Нижние конечности состоят из бедра, голени и стопы.К костям нижней конечности относятся бедренная кость (бедренная кость), надколенник (коленная чашечка), большеберцовая и малоберцовая кости (кости голени), предплюсны (кости лодыжки), плюсневые кости и фаланги (кости стопы). Кости нижних конечностей толще и прочнее костей верхних конечностей из-за необходимости поддерживать весь вес тела вместе с результирующими силами от передвижения.

Рисунок \(\PageIndex{1}\): Нижняя конечность : Нижняя конечность состоит из бедра (бедренной кости), коленной чашечки (надколенника), голени (голени и малоберцовой кости), лодыжки (предплюсны) и стопы (плюсневых костей и фаланг пальцев). ) кости.

Бедренная кость или бедренная кость — самая длинная, тяжелая и крепкая кость в теле. Бедренная кость и таз образуют тазобедренный сустав на проксимальном конце. На дистальном конце бедренная кость, большеберцовая кость и надколенник образуют коленный сустав. Надколенник, или надколенник, представляет собой треугольную кость, лежащую впереди коленного сустава; он встроен в сухожилие разгибателей бедра (четырехглавой мышцы). Улучшает разгибание колена за счет уменьшения трения. Большеберцовая кость, или большеберцовая кость, представляет собой крупную кость ноги, расположенную непосредственно под коленом.Большеберцовая кость сочленяется с бедренной костью на ее проксимальном конце, с малоберцовой костью и костями предплюсны на ее дистальном конце. Как вторая по величине кость в человеческом теле, она отвечает за передачу веса тела от бедренной кости к стопе. Малоберцовая кость, или малоберцовая кость, параллельна большеберцовой кости и сочленяется с ней. Он не несет вес, но действует как место для прикрепления мышц, формируя латеральную часть голеностопного сустава.

Предплюсны — это семь костей лодыжки, передающие вес тела с голени и малоберцовой кости на стопу.Плюсневые кости — это пять костей стопы, а фаланги — это 14 костей пальцев.

Рисунок \(\PageIndex{1}\): Стопа и лодыжка : На этом рисунке показаны кости стопы и лодыжки человека, включая плюсневые кости и фаланги пальцев.

ЛИЦЕНЗИИ И СВИДЕТЕЛЬСТВА

CC ЛИЦЕНЗИОННЫЙ КОНТЕНТ, РАСПРОСТРАНЕННЫЙ РАНЕЕ

  • Курирование и доработка. Предоставлено : Boundless.com. Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike

CC ЛИЦЕНЗИОННОЕ СОДЕРЖИМОЕ, ​​КОНКРЕТНОЕ АВТОРСТВО

  • Колледж OpenStax, Биология.17 октября 2013 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : http://cnx.org/content/m44783/latest…ol11448/latest . Лицензия : CC BY: Attribution
  • Опорно-двигательный аппарат. Предоставлено : Википедия. Расположен по адресу : http://en.Wikipedia.org/wiki/Скелетно-мышечная система . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
  • опорно-двигательный аппарат. Предоставлено : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/musculoskeletal%20system . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
  • протез. Предоставлено : Викисловарь. Расположен по адресу : en.wiktionary.org/wiki/prosthesis . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
  • артрит. Предоставлено : Викисловарь. Расположен по адресу : en.wiktionary.org/wiki/arthritis . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
  • Соединение. Предоставлено : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/File:Joint.png . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
  • Колледж OpenStax, Введение.17 октября 2013 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : http://cnx.org/content/m44783/latest…_38_00_01f.jpg . Лицензия : CC BY: Attribution
  • 1105 Виды мышц спереди и сзади. Предоставлено : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/File:11…of_Muscles.jpg . Лицензия : CC BY: Attribution
  • Скелет человека спереди ан. Предоставлено : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/File:Hu…n_front_en.svg . Лицензия : Общественное достояние: Нет данных Авторские права
  • Колледж OpenStax, Биология. 17 октября 2013 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : http://cnx.org/content/m44781/latest…ol11448/latest . Лицензия : CC BY: Attribution
  • Колледж OpenStax, Биология.23 октября 2013 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : http://cnx.org/content/m44781/latest…ol11448/latest . Лицензия : CC BY: Attribution
  • Экзоскелет
  • . Предоставлено : Викисловарь. Расположен по адресу : en.wiktionary.org/wiki/exoskeleton . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
  • целом. Предоставлено : Викисловарь. Расположен по адресу : en.wiktionary.org/wiki/coelom . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
  • перистальтика. Предоставлено : Викисловарь. Расположен по адресу : en.wiktionary.org/wiki/peristalsis . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
  • эндоскелет. Предоставлено : Викисловарь. Расположен по адресу : en.wiktionary.org/wiki/endoskeleton . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
  • Соединение. Предоставлено : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/File:Joint.png . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
  • Колледж OpenStax, Введение.17 октября 2013 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : http://cnx.org/content/m44783/latest…_38_00_01f.jpg . Лицензия : CC BY: Attribution
  • 1105 Виды мышц спереди и сзади. Предоставлено : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/File:11…of_Muscles.jpg . Лицензия : CC BY: Attribution
  • Скелет человека спереди ан. Предоставлено : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/File:Hu…n_front_en.svg . Лицензия : Общественное достояние: Нет данных Авторские права
  • Колледж OpenStax, Типы скелетных систем. 17 октября 2013 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : http://cnx.org/content/m44781/latest…e_38_01_02.jpg . Лицензия : CC BY: Attribution
  • Колледж OpenStax, Типы скелетных систем.17 октября 2013 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : http://cnx.org/content/m44781/latest…e_38_01_01.jpg . Лицензия : CC BY: Attribution
  • Колледж OpenStax, Типы скелетных систем. 17 октября 2013 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : http://cnx.org/content/m44781/latest…e_38_01_03.jpg . Лицензия : CC BY: Attribution
  • позвоночник. Предоставлено : Викисловарь. Расположен по адресу : en.wiktionary.org/wiki/vertebral_column . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
  • межпозвонковый диск. Предоставлено : Викисловарь. Расположен по адресу : en.wiktionary.org/wiki/intervertebral_disc . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
  • Колледж OpenStax, Биология.17 октября 2013 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : http://cnx.org/content/m44781/latest…ol11448/latest . Лицензия : CC BY: Attribution
  • выпуклый. Предоставлено : Викисловарь. Расположен по адресу : en.wiktionary.org/wiki/convex . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
  • косточка. Предоставлено : Викисловарь. Расположен по адресу : en.wiktionary.org/wiki/ossicle . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
  • Безграничный. Предоставлено : Безграничное обучение. Расположен по адресу : www.boundless.com//biology/definition/concave . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
  • Соединение. Предоставлено : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/File:Joint.png . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
  • Колледж OpenStax, Введение. 17 октября 2013 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : http://cnx.org/content/m44783/latest…_38_00_01f.jpg . Лицензия : CC BY: Attribution
  • 1105 Виды мышц спереди и сзади. Предоставлено : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/File:1105_Anterior_and_Posterior_Views_of_Muscles.jpg . Лицензия : CC BY: Attribution
  • Скелет человека спереди ан. Предоставлено : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/File:Human_skeleton_front_en.svg . Лицензия : Общественное достояние: Нет данных Авторские права
  • Колледж OpenStax, Типы скелетных систем.17 октября 2013 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : http://cnx.org/content/m44781/latest…e_38_01_02.jpg . Лицензия : CC BY: Attribution
  • Колледж OpenStax, Типы скелетных систем. 17 октября 2013 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : http://cnx.org/content/m44781/latest…e_38_01_01.jpg . Лицензия : CC BY: Attribution
  • Колледж OpenStax, Типы скелетных систем.17 октября 2013 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : http://cnx.org/content/m44781/latest…e_38_01_03.jpg . Лицензия : CC BY: Attribution
  • Колледж OpenStax, Типы скелетных систем. 17 октября 2013 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : http://cnx.org/content/m44781/latest…e_38_01_07.jpg . Лицензия : CC BY: Attribution
  • Колледж OpenStax, Типы скелетных систем.17 октября 2013 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : http://cnx.org/content/m44781/latest…e_38_01_08.jpg . Лицензия : CC BY: Attribution
  • Колледж OpenStax, Типы скелетных систем. 17 октября 2013 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : http://cnx.org/content/m44781/latest…e_38_01_06.jpg . Лицензия : CC BY: Attribution
  • Колледж OpenStax, Типы скелетных систем.17 октября 2013 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : http://cnx.org/content/m44781/latest…e_38_01_04.jpg . Лицензия : CC BY: Attribution
  • Колледж OpenStax, Типы скелетных систем. 17 октября 2013 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : http://cnx.org/content/m44781/latest…e_38_01_05.jpg . Лицензия : CC BY: Attribution
  • Колледж OpenStax, Биология.17 октября 2013 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : http://cnx.org/content/m44781/latest…ol11448/latest . Лицензия : CC BY: Attribution
  • Осевой каркас
  • . Предоставлено : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/axial%20skeleton . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
  • ключица. Предоставлено : Викисловарь. Расположен по адресу : en.wiktionary.org/wiki/clavicle . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
  • лопатка. Предоставлено : Викисловарь. Расположен по адресу : en.wiktionary.org/wiki/scapula . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
  • Приложение
  • . Предоставлено : Викисловарь. Расположен по адресу : en.wiktionary.org/wiki/appendicular . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
  • шарнирный. Предоставлено : Викисловарь. Расположен по адресу : en.wiktionary.org/wiki/Article . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
  • Соединение. Предоставлено : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/File:Joint.png . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
  • Колледж OpenStax, Введение. 17 октября 2013 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : http://cnx.org/content/m44783/latest…_38_00_01f.jpg . Лицензия : CC BY: Attribution
  • 1105 Виды мышц спереди и сзади. Предоставлено : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/File:1105_Anterior_and_Posterior_Views_of_Muscles.jpg . Лицензия : CC BY: Attribution
  • Скелет человека спереди ан. Предоставлено : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/File:Human_skeleton_front_en.svg . Лицензия : Общественное достояние: Нет данных Авторские права
  • Колледж OpenStax, Типы скелетных систем.17 октября 2013 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : http://cnx.org/content/m44781/latest…e_38_01_02.jpg . Лицензия : CC BY: Attribution
  • Колледж OpenStax, Типы скелетных систем. 17 октября 2013 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : http://cnx.org/content/m44781/latest…e_38_01_01.jpg . Лицензия : CC BY: Attribution
  • Колледж OpenStax, Типы скелетных систем.17 октября 2013 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : http://cnx.org/content/m44781/latest…e_38_01_03.jpg . Лицензия : CC BY: Attribution
  • Колледж OpenStax, Типы скелетных систем. 17 октября 2013 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : http://cnx.org/content/m44781/latest…e_38_01_07.jpg . Лицензия : CC BY: Attribution
  • Колледж OpenStax, Типы скелетных систем.17 октября 2013 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : http://cnx.org/content/m44781/latest…e_38_01_08.jpg . Лицензия : CC BY: Attribution
  • Колледж OpenStax, Типы скелетных систем. 17 октября 2013 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : http://cnx.org/content/m44781/latest…e_38_01_06.jpg . Лицензия : CC BY: Attribution
  • Колледж OpenStax, Типы скелетных систем.17 октября 2013 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : http://cnx.org/content/m44781/latest…e_38_01_04.jpg . Лицензия : CC BY: Attribution
  • Колледж OpenStax, Типы скелетных систем. 17 октября 2013 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : http://cnx.org/content/m44781/latest…e_38_01_05.jpg . Лицензия : CC BY: Attribution
  • Колледж OpenStax, Типы скелетных систем.17 октября 2013 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : http://cnx.org/content/m44781/latest…e_38_01_09.jpg . Лицензия : CC BY: Attribution
  • Колледж OpenStax, Типы скелетных систем. 17 октября 2013 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : http://cnx.org/content/m44781/latest…e_38_01_10.jpg . Лицензия : CC BY: Attribution
  • Колледж OpenStax, Типы скелетных систем.17 октября 2013 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : http://cnx.org/content/m44781/latest…e_38_01_11.jpg . Лицензия : CC BY: Attribution
  • Колледж OpenStax, Типы скелетных систем. 17 октября 2013 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : http://cnx.org/content/m44781/latest…e_38_01_13.jpg . Лицензия : CC BY: Attribution
  • Колледж OpenStax, Типы скелетных систем.17 октября 2013 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : http://cnx.org/content/m44781/latest…e_38_01_14.jpg . Лицензия : CC BY: Attribution

Использование основных функциональных компонентов верхних конечностей для создания человекоподобных движений антропоморфных роботов | Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation

Как обсуждалось во введении, типичные подходы, используемые в литературе для достижения человеческого подобия [26] в движениях роботов, основаны на твердом предположении, что человеческие движения генерируются путем оптимизации известной функции стоимости \(J _ {\text {hl}}(q):\mathrm {C}_{7}^{1}[0,t’_{\text {fin}}) \rightarrow \mathbb {R}^{+}\), где \(\mathrm {C}_{7}^{1}[0,t’_{\text {fin}})\) — пространство гладких функций, идущих от [0, t fin′) к совместное пространство \(\mathbb {R}^{7}\), а \(t^{\prime }_{\text {fin}}\) – конечное время, которое в общем случае будет отличаться от t плавник , как определено в предыдущем разделе.{+} \).Как только вводится необходимость минимизации J задачи , (9) становится многокритериальной оптимизацией, которая имеет очень сложную постановку и решение, за исключением очень простых случаев [26].

В данной работе мы предлагаем подход, позволяющий обойти эту проблему. Вместо того, чтобы использовать данные для угадывания разумного J hl (·), а затем явно оптимизировать его, мы предлагаем напрямую встроить человеческое сходство в выбор функционального подпространства, где происходит оптимизация.{M} \alpha_{i} \circ S_{i} (t'(t)) $$

(10)

с \(\bar {q},S_{i},\alpha _{i}\), определенными, как в предыдущем разделе, и t представляет собой линейную деформацию относительно. определение времени, использованное в предыдущем разделе, т. Е. \ (t ‘(t) = \ frac {t’ _ {\ text {fin}}} {t _ {\ text {fin}}} t \). Таким образом, главные компоненты могут использоваться для генерации движений, происходящих в пределах любого временного горизонта [0, t fin′).{M} \alpha_{i} \circ S_ {Это’) \;.\end{выровнено} $$

(11)

Таким образом, мы можем сузить пространство поиска с двойной целью: обеспечить человеческое сходство и сильно упростить задачу управления (действительно, пространство поиска теперь имеет размерность M +1). В следующих подразделах мы представляем применение этого подхода, адаптируя J задачу к генерации простых двухточечных свободных движений, а также более сложных движений с уклонением от препятствий.{M} \alpha_{i} \circ S_{i} (t’) \;, \end{aligned} $$

(12)

где q (0) и q ( t fin′) — начальное и конечное положения расчетной траектории, а q 0 и q финальные позы соответственно. В этом простом случае одной функциональной главной компоненты (т. е. M = 1) уже достаточно, чтобы решить (12) с нулевой ошибкой.

Начнем с наложения условий нулевой ошибки )

$$ \begin{align} q_{0} &= \bar{q} + S_{0}(0) + \alpha_{1} \circ S_{1} (0) \\ q_{\text{ плавник}} &= \bar{q} + S_{0}(t’_{\text{fin}}) + \alpha_{1} \circ S_{1}(t’_{\text{fin}} )\;.{M} \alpha_{i} \circ S_{i} (t’) \;.\end{выровнено} $$

(17)

В этой функции затрат можно выделить два термина. Первый вклад гарантирует достижение желаемых начального и конечного положения, как и в случае свободного движения (12). Второй член учитывает расстояние отн.ч.т. препятствия. Для краткости и без ограничения общности мы предполагаем здесь N O сферические препятствия. Мы называем \(P _ {\ mathrm {O}} = \ {P _ {\ mathrm {O} _ {1}}, \ dots, P _ {\ mathrm {O} _ {N _ {\ mathrm {O}}}} \}\) множество, содержащее декартовы координаты всех центров этих препятствий.{2} $$

(18)

где м i — расстояние между стрелой и i t h препятствием, определяемое как

$$m_{i}(q([0,t’_{\text{fin}}]), P_{\mathrm{O}_{i}}) = \min_{k} \{d( h_{k}(q([0,t’_{\text{fin}}]}), P_{\mathrm{O}_{i}})\} \;.$$

Расстояние между k t h точка контакта с передней кинематикой h k , а i t h сфера

$$ \begin{align} d(h_{k}(q([0,t’_{\text{fin}}])), P_{\mathrm{O}_{i}}) = \ max\left\{\min_{x \in h_{k}(q([0,t’_{\text{fin}}]))} ||P_{\mathrm{O}_{i}} – x||_{2}, R_{\mathrm{O}_{i}}\right\} \;, \end{align} $$

(19)

с радиусом сферы \(R_{O_{i}}\).

Процедура инкрементальной оптимизации

Задача формирования движения с уклонением от препятствий не имеет решения в замкнутой форме, поэтому оптимальная траектория вычисляется методом численной оптимизации. Для этого мы вдохновились упорядочением базы fPC в соответствии с убывающей величиной связанной объясненной дисперсии и реализовали инкрементную процедуру, указанную в алгоритме blue1.

Предлагаемый подход рассчитывает для каждого шага оптимальную траекторию, которая минимизирует ошибку в начальной и конечной позиции при максимальном удалении от препятствий.Примем в качестве начального условия заданное (15) и (16). Если соответствующее решение находится достаточно далеко от препятствий, этот выбор уже определяет глобально оптимальное решение. Если препятствия не очень близки к вышеупомянутой траектории, то решение (17) с M =1 позволит точно настроить начальное предположение, достигнув хороших результатов.

В случае препятствий, очень близких или даже перехватывающих траекторию свободного движения, необходимо зарегистрировать как минимум еще один fPC для надлежащего решения проблемы.