Название мышц руки человека в картинках: анатомия, строение, названия и схема-рисунок

анатомия, строение, функции – Российский учебник

• Интернет-магазин
• Где купить
• Аудио
• Новости
• LECTA
• Программа лояльности

Мой личный кабинет Методическая помощь Вебинары Каталог Рабочие программы Дошкольное образование Начальное образование Алгебра Английский язык Астрономия Биология Всеобщая история География Геометрия Естествознание ИЗО Информатика Искусство История России Итальянский язык Китайский язык Литература Литературное чтение Математика Музыка Немецкий язык ОБЖ Обществознание Окружающий мир ОРКСЭ, ОДНК Право Русский язык Технология Физика Физ

Гимнастика и комплекс упражнений ЛФК для пожилых людей

Еще с древних времен человечество пытается замедлить процессы старения и разгадать загадку этого явления. 

Великий Гиппократ (V-IV в. до н. э.) считал старость естественным высыханием организма. Платон пришел к выводу, что старение зависит от образа жизни в среднем возрасте. 

С каждым годом врачи, физиологи, философы, биологи, психологи вносят свои вклад и мир получает все больше новых препаратов, медикаментов, методик по замедлению старения. 

С момента рождения до 20-25 лет происходит нарастание потенциала функций организма с достижением пиковых значений. 

В 25-35 лет наблюдается наибольшая стабильность всех систем организма. Но после 35 лет происходит неуклонный спад жизненных сил. К 60-65 годам происходит угасание способностей к работе и функциональных систем организма.

Старение зависит от образа жизни в среднем возрасте

Физической нагрузки в жизни становится все меньше, нарушается привычный образ жизни и мышления, сложившийся на протяжении многих десятков лет. 

Когда больше не надо напрягаться, чтобы зарабатывать на жизнь, быстро теряется смысл существования и больше не хочется следить за собой. Активная деятельность сменяется малоподвижным образом жизни, человек погружается в себя и свои болячки. 

Отсутствие деятельности способствует снижению иммунитета. Как сказал Гиппократ: «Ничто не истощает организм так, как физическое бездействие».

Движение — кладовая жизни

Научно доказано, что регулярная физическая активность дает неоспоримые преимущества для здоровья пожилого человека, замедляя разрушающие процессы. 

Активные пожилые люди менее подвержены стандартным причинам смертности. У них более развитая сердечно-сосудистая, дыхательная, мышечная, костная системы организма, нормализован вес и пропорции тела.

Как сказал Плутарх: «Движение — кладовая жизни». Для сохранения здоровья пожилого человека, необходим системный подход, доступный по кинетическим и динамическим характеристикам, учитывающий индивидуальные особенности организма и личности. 

Такой комплекс предоставляет лечебная физическая культура (ЛФК), которая способствует укреплению организма и поддержанию на высоком уровне деятельности органов, физической и психической активности.

Как известно, с возрастом перестают вырабатываться гормоны «молодости» — половые, а также гормоны надпочечников. 

При проявлениях остеохондроза позвоночника и других проблемах организм нуждается в адаптации к внешним и внутренним условиям для повышения качества и продолжительности жизни

Заболевания, перенесенные в течение жизни начинают напоминать о себе, человек постоянно чувствует боль и недомогания. 

Сил ни на что нет, высокая утомляемость и апатичность мешают пожилому человеку продолжать жить нормальной жизнью и выполнять повседневные дела.

Лечебная физкультура необходима людям в возрасте. 

При проявлениях наиболее распространенных заболеваний, таких как остеохондроз позвоночника, остеопороз костей, артроз, сосудистая дистония, гипертония, нарушения обменных процессов, работы внутренних органов и других проблемах организм нуждается в адаптации к внешним и внутренним условиям для повышения качества и продолжительности жизни.

Особенности пожилого человека при занятиях физкультурой

При подборе упражнений для пожилого человека очень важно учитывать некоторые особенности, связанные с возрастом, для того, чтобы тренировка приносила максимум пользы. К таким особенностям относятся:

• снижение обмена веществ, повышение содержания  продуктов распада в крови. Это влияет на утомляемость, усталость и важно не допустить переутомления во время занятий. 
• изменения скелета, снижение мышечного тонуса, нарушения осанки, походки из-за смещения центра тяжести.
• нарушения мозгового кровообращения, что влияет на координацию движений и равновесие.
• недержание мочи в связи с опущением внутренних органов.
• снижение дыхательной функции, емкости легких.
• нарушения подвижности глазных яблок возрастных людей компенсируются поворотами головы и могут повлечь головокружение. 
• изменения психики. В пожилом возрасте усугубляются ранее имевшиеся недостатки характера: ворчливость, агрессивность, капризность, апатия и это может повлиять на ход занятий лечебной физкультурой.

Пожилым людям бывает тяжело перестроиться на новый режим, в том числе на внесение в свою жизнь физической активности из-за постоянного ощущения усталости и недомоганий. Но нужно побороть это состояние и начать с самых простых упражнений, далее постепенно увеличивая нагрузку. 

Вы заметите, как многие движения с каждым разом даются все легче, как просыпается заряд энергии и сил после занятий, почувствуете отступление хронической мышечной, суставной боли, а также улучшение настроения благодаря выбросу эндорфинов.

Можно ли заниматься самостоятельно?

Лечебная физкультура для пожилых людей и пенсионеров проводится в медицинских центрах, поликлиниках, домах престарелых, специальных местах, где есть квалифицированные тренеры по ЛФК.

Домашние занятия также возможны, но лучше согласовать комплекс упражнений с лечащим врачом. Если Вы склоняетесь к домашним тренировкам, то необходимо, чтобы упражнения были направлены на  все группы мышц. Длительность занятий может быть в пределах 30 минут и повторяться 3-4 раза в неделю. 

Рекомендуется придерживаться правила «медленно, но верно», делать все упражнения плавно, без резких движений. 

Прежде чем приступить к физкультуре, нужно разогреть мышцы: несколько минут помаршировать на месте, сделать по 10 наклонов в каждую сторону и столько же вращений корпусом, размять руки и ноги круговыми движениями в области каждого сустава. 

Наиболее эффективны тренировки в вечернее время. Рекомендуется воздержаться от приема пищи за час до занятий. После нагрузки отличным перекусом будут изделия из творога или кисломолочные продукты.

Упражнения ЛФК для пожилых людей

Упражнение №1. Держим равновесие

• встаем сзади устойчивого стула или кресла и беремся руками за его спинку; 
• поднимаем правую ногу, как показано на картинке и держимся в таком положении как можно дольше, далее меняем ноги;
• повторяем до тех пор, пока не получится выстоять на одной ноге 1 минуту не держась за стул. 

Упражнение №2. Поработаем часами

Прежде чем приступить к упражнению, представьте, что Вы стоите в центре часов: цифра 12 находится перед Вами, цифра 6 — позади Вас.

• встаем сзади стула и держимся одной рукой за спинку; 
• поднимаем правую ногу, как на картинке и поднимаем правую руку так, чтобы она указывала на цифру 12; 
• перемещаем руку на цифру 3 и затем на цифру 6; 
• возвращаем руку через цифру 3 обратно на 12;
• все время смотрим прямо перед собой. Повторяем упражнение два раза на каждую сторону.

Упражнение №3. Укрепляем спину

• встаем сзади стула и держимся за спинку;
• медленно поднимаем правую ногу в прямом положении назад;
• держим положение несколько секунд, затем плавно опускаем ногу;
• повторяем 10-15 раз на каждую ногу.

Упражнение хорошо задействует нижние мышцы спины и таза

Упражнение№4. Возвращаем силы

Данное силовое упражнение делается у стены. 

• встаем на расстоянии вытянутой руки от стены; 
• кладем руки на стену на ширине и высоте плеч;
• не отрывая пяток от пола, медленно приближаемся к стене; 
• возвращаемся в исходное положение, повторяем 20 раз.

Упражнение №5. Растяжка мышц ног

Упражнение можно выполнять как сидя, так и стоя.

Для первого варианта необходима чистая стена.

• встаем к стене на расстоянии вытянутой руки, кладем на нее руки на уровне глаз; 
• левую ногу ставим за правую, левая стоит на пятке, правая согнута в колене; 
• держим положение 30 секунд; 
• делаем 3-4 подхода на каждую ногу.

Для выполнения растяжки в положении сидя понадобится полотенце.

• садимся на пол, выпрямляем ноги; 
• охватываем полотенцем подошву и держим с двух сторон края; 
• тянем полотенце на себя, колено держим прямым; 
• фиксируем положение на 30 секунд; 
• повторяем 3-4 раза на каждую ногу.

Комплекс упражнений для укрепления мышц спины

Комплекс упражнений для укрепления мышц спины

Упражнение №1

• исходное положение — лежа на спине, ноги прямые, руки прямые вдоль туловища;
• на вдохе поднимаем руки перед собой;  
• на выдохе отводим руки назад и тянемся, давя затылком на пол;
• возвращаемся в исходное положение;
• упражнение повторяем 10-15 раз.

Упражнение №2

• исходное положение — лежа на левом боку, ноги чуть согнуты в коленях, голова лежит на левой руке, правая лежит вдоль корпуса;
• на вдохе поднимаем правую руку вверх к потолку;
• на выдохе опускаем правую руку на левую;
• возвращаемся в исходное положение. Повторяем 10 раз на каждый бок.

Упражнение №3

• исходное положение — сидя на стуле, соблюдаем угол в 90 градусов в коленях и в поясничной зоне; 
• на вдохе поднимаем руки перед собой на уровне глаз;
• на выдохе поднимаем руки вверх, плавно опускаемся лопатками к спинке стула, смотрим перед собой, тянемся за кончиками пальцев рук; 
• плавно возвращаемся в исходное положение, повторяем 10-15 раз.

Комплекс упражнений на растяжку всех групп мышц

После упражнений лечебной физкультуры необходимо растянуть мышцы по схеме, как указано выше для того, чтобы их расслабить, укрепить связки и суставы.

Вы можете пройти курсы ЛФК в МЦ «Инфинити» города Санкт-Петербург. 

Внимание, клещи. Какую опасность представляют клещи?

Как прекрасно, когда пробуждается природа, распускаются первые листочки, цветут первые цветочки, появляется черемша, земляника. И так замечательно прогуляться по лесу, наслаждаясь свежим воздухом, теплыми солнечными лучами, нарвать первую зелень ароматной черемши или запашистые ягоды земляники — свежие витамины. Но с пробуждением природы, пробуждаются клещи и так же выходят на прогулки, чтобы насытиться свежей кровью.

Кто такие клещи?

Ещё со школы нам известно, что клещи – это мелкие членистоногие паукообразные существа, относящиеся к царству животных. На Земле существует более 48 тысяч видов клещей. Одни из них живут в лесу и в тайге, сосут кровь мелких грызунов и животных – зайцев, мышей, и прочих обитателей лесных и таёжных массивов. Они не прочь испить кровь у человека, и как только начинается дачный сезон, жертвами клещей становятся дачники и их питомцы, любители лесных прогулок, туристы и люди, выезжающие на пикник.

Другие виды клещей обитают в почве в наших садах и огородах. Они наносят большой вред, высасывая соки из растений, губят урожай, например паутинный клещ, который так же наносит вред и комнатным растениям.

Eщё существуют пылевые или постельные клещи, которые обитают в наших жилищах. Они живут в диванах, в коврах, в подушках и в одеялах. Они совсем маленького размера, их невозможно заметить, но вред они приносят большой, вызывая на коже зуд и красные пятна, а так же аллергические реакции.

А так же клещи бывают — луговые, степные, собачьи, чесоточные, глазные, ушные и другие. Но сегодня мы обратим своё внимание на иксодовых клещей, типичных переносчиков энцефалита и боррелиоза (и других не менее опасных заболеваний) — это таёжный клещ (так же его ещё называют оленьим клещом) и клещ европейский (народное название — энцефалитные клещи).

Где обитают энцефалитные клещи?

Клещи обитают в лесных и таёжных массивах. Они живут под слоем опавших листьев и травы и нападают на свои жертвы, переползая с кустов, с листьев, с травы, а так же с земли. А вот с деревьев, как полагают многие, клещи не спрыгивают.
Как только начинает пригревать солнце, и земля освобождается от снежного покрова, клещи выходят на охоту. Прикрепляются своими цепкими конечностями к листьям растений, перебираются ближе к тропам, по которым передвигается человек, и поджидают свою жертву. У клещей хорошо развито обоняние, и они чуют свежую кровь. А вот видеть клещи не могут, так как у них отсутствуют глаза. Но они способны отличать день от ночи. Попав на человека или животного, клещи ищут подходящее место на теле, чтобы присосаться.

Особенно клещи активны и агрессивны ранней весной, после голодной зимы им необходимо пропитание. Так что подцепить таёжного клеща можно с апреля по июнь, и даже в июле, а европейский клещ лютует с апреля до сентября.

Как выглядят клещи?

Тело клеща состоит из двух отделов — туловища и головки. На спине находится твердый щиток, причём у самца он коричневого цвета и прикрывает всю спинку, а у самки щитком прикрыта лишь треть спинки. Остальная часть спины красно-бурого цвета.

У клещей четыре пары конечностей, которые состоят из шести члеников. На концах этих члеников располагаются коготки с присоской. При помощи присосок и коготков клещ прицепляется к растениям, к одежде человека, к шерсти животных. Позади четвёртой пары ног у клещей находятся дыхательные пластинки.

На головке клеща находится хоботок, имеющий сложное строение и приспособленный для присасывания и удержания на теле жертвы. На хоботке расположен рот, которым клещ прокусывает тело и сосёт кровь. Слюна клеща обладает обезболивающим эффектом и человек не чувствует присасывания клеща. Вирус энцефалита и других заболеваний попадает в кровь человека со слюной клеща, когда клещ сосёт кровь. Сам же клещ энцефалитом не болеет.

Самка крупнее самца. Считается, что только самки присасываются к телу и могут сосать кровь до нескольких суток. Тело самки увеличивается, когда она напивается кровью, становится яйцевидной формы и меняет окраску на серый цвет. Самцы же только кусают человека и долго сосать кровь не способны.

Какие болезни переносит клещ?

Количество людей, укушенных клещами, с каждым годом возрастает. Подцепить клеща всё чаще можно не только в лесу, но и на дачных участках, в городских парках и скверах. Дачники везут их на своей одежде в электричках, в автобусах, в букетах цветов, с урожаем. С одежды людей, посещавших леса, клещи переползают на пассажиров городского транспорта, и человек с ужасом обнаруживает кровопийца, который присосался к его коже.

Из болезней, которые переносят клещи, наиболее известны клещевой энцефалит, геморрагическая лихорадка и болезнь Лайма или боррелиоз.

Симптомы клещевого энцефалита

Клещевой энцефалит передается при укусе энцефалитного клеща. Энцефалит — это опасное вирусное заболевание, которое поражает центральную нервную систему и головной мозг, способно привести человека к инвалидности и даже к смерти.

Выделяют следующие формы энцефалита: лихорадочная, менингеальная, менингоэнцефалитическая, полиомиелитическая.

Первые симптомы заболевания проявляются в течение 1-2 недель после присасывания клеща, заболевание начинается с резкого повышения температуры тела до 39-40 градусов. Высокая температура держится в течение нескольких дней. На первой стадии заболевания происходит размножение вируса в крови и интоксикация организма.

Все формы заболевания начинаются с подъёма температуры тела до 38-40 градусов, отмечаются лихорадкой, общим недомоганием, головными болями в области лба, висков, затылка, вялостью, слабостью, отсутствием аппетита, тошнотой.

В особо тяжёлых случаях поражаются клетки головного и спинного мозга. У человека возникают проблемы с психикой, со зрением и слухом, происходит нарушение сознания, отмечается онемение рук, судороги, параличи. Последние две формы клещевого энцефалита приводят к инвалидности и к смертельному исходу.

При лихорадочной форме отмечаются головные боли, тошнота, слабость, температура держится несколько дней,затем лихорадка прекращается и человек выздоравливает.

При менингеальной форме энцефалита у человека так же отмечаются сильные головные боли, головокружения, светобоязнь и боли в глазах, тошнота и рвота, заторможенность. Лихорадка длится от одной до двух недель.

При менингоэнцефалитической форме,к симптомам, свойственным менингеальной форме добавляются галлюцинации, потеря ориентации во времени и пространстве. У больного человека могут возникнуть приступы эпилепсии, судороги, возможна потеря сознания.

При полиомиелитической форме отмечается утомляемость и сильная слабость и боли в шеи, плечах и руках, снижение чувствительности кожи, подергивание мышц рук, свисание головы на грудь, чувство онемения в тканях рук, ног и атрофия мышц и паралич конечностей.

Заразиться энцефалитом можно не только от укуса клещей, но и раздавив клеща пальцами. Опасность подхватить инфекцию представляет сырое молоко домашних коз, овец, коров, заражённых укусом клеща. Кипячёное молоко не представляет опасности.

Вы можете посмотреть видео о последствиях укуса клеща.

Боррелиоз или Болезнь Лайма

Боррелиоз — это инфекционное заболевание, которое, как и энцефалит, передаётся человеку через укус клеща. Болезнь Лайма имеет ранний период (состоит из двух стадий) и поздний период (третья стадия).

Симптомы боррелиоза

Болезнь начинается с повышения температуры, с озноба, с головной боли. У человека отмечается усталость, слабость и ломота в мышцах. У многих появляется кашель, боль в горле, насморк, у некоторых — тошнота и рвота. На коже, где присосался клещ, появляется красное пятно — мигрирующая кольцевидная эритема, которая появляется на 6- 23 день. Пятно имеет форму круга или овала и увеличивается до диаметра 10-20 см, иногда может достигать более крупного размера. Пятно сохраняется 2-3 недели, ощущается боль, сильный зуд. В зависимости от лечения первая стадия может длиться от 3 до 30 дней и закончится выздоровлением.

Без лечения через 1-3 месяца возбудитель Боррелиоза проникает с кровью во внутренние органы, в мозг человека. У больных отмечаются сильные пульсирующие головные боли, головокружения, боли в груди, одышка. Происходит поражение сердечно – сосудистой системы, развиваются сердечные заболевания, отмечаются боли в сердце. Повреждаются нервная, опорно-двигательная системы. У больных может возникнуть паралич лицевого нерва, серозный менингит, боли в позвоночнике (шейном, грудном, поясничном отделах).

На третьей стадии (развивается от полугода до двух лет) появляются боли в суставах, (наиболее чаще в коленных суставах), развиваются артриты, полиартрит, остеопороз и другие заболевания. Часто случаются поражения кожных покровов.

Болезнь Лайма у каждого человека протекает по- разному:у одних отмечается только первая стадия, у других заболевание начинается со второй или третьей стадии. Но если не проводить лечения, то заболевание приобретает хронические формы и приводит к инвалидности. Так же боррелиозом можно заразиться от некипячёного молока домашних животных.

Предлагаем посмотреть небольшой видео ролик о болезни Лайма.

Что делать если укусил клещ?

Что делать если вы обнаружили на своем теле присосавшегося клеща? Первым делом вам нужно обратиться за помощью в травмпункт, где из вашего тела извлекут клеща и там вам поставят иммуноглобулин от клещевого энцефалита. Если вы застрахованы — бесплатно, а если не имеете страховки придётся выложить кругленькую сумму(чем выше масса вашего тела, тем больше вам придется заплатить за вакцину).

Как вытащить клеща?

Если нет возможности обратиться за помощью в медицинское учреждение, можно извлечь клеща самостоятельно. Вытаскивать клеща следует осторожно, чтобы не повредить его. Вытащить можно при помощи пинцета, подцепив клеща пинцетом у хоботка, ближе к коже, где впился клещ. Дёргать резко не надо, вытягивать клеща нужно аккуратно, раскачивая в сторону и подтягивая вверх.

Если под рукой не оказалось пинцета, можно воспользоваться крепкой ниткой. Петельку из нитки нужно накинуть ближе к хоботку клеща, затянуть и подтягивать нитку вверх, раскачивая клеща из стороны в сторону.
После того, как клещ удалён, место укуса смазать йодом или спиртом.

Клеща нужно завернуть в мокрую ватку или тряпочку и поместить в пузырек с крышкой или коробочку. И отнести на экспертизу на наличие вирусов энцефалита, боррелиоза и других заболеваний в санэпидстанцию. На следующий день нужно позвонить в СЭС и узнать результаты анализов. Если клещ заражён клещевым энцефалитом или болезнью Лайма, то это еще не значит, что вы подхватили инфекцию. Не всегда укус зараженного клеща вызывает заболевание. Просто вас направят для обследования в поликлинику, где сделают анализ крови. Если в крови обнаружат вирусы, вам назначат лечение.

Если не хотите сдавать клеща в СЭС, его нужно уничтожить, лучше всего сжечь. Не забудьте хорошо вымыть руки и пинцет.

Если вы не захотели обращаться за медицинской помощью, следите внимательно за своим состоянием, и если почувствуете недомогание или обнаружите у себя симптомы заболеваний, описанные выше, не откладывайте визит в поликлинику. Своевременное лечение поможет вам избежать страшных осложнений.

Что делать если при самостоятельном извлечении клещ оборвался? Нужно просто аккуратно подцепить его пинцетом и вытащить. Если головка или хоботок клеща глубоко в ранке, и вы боитесь её вытаскивать, можно обратиться в поликлинику. А можно просто смазать ранку йодом и через некоторое время, остатки частей клеща окажутся на поверхности кожи вместе с гнойничком и выйдут, как заноза.

Есть мнение, что присосавшегося клеща можно заставить вылезти из кожи, смазав его маслом. Но специалисты не советуют так поступать, так как клещ от масла задохнётся и умрет, отрыгнув содержимое своего желудка в ранку, и инфекция быстрее проникнет в организм человека.

Профилактика от укуса клеща

Прививки от клещевого энцефалита

Чтобы не подхватить после укуса клеща такую опасную болезнь, как клещевой энцефалит, предусмотрены прививки. Курс состоит из трёх прививок, иммунитет от клещевого энцефалита сохраняется до трёх лет.

Правильная одежда

Если вы собрались в лес или ваша дача соседствует с лесом, вы должны правильно одеваться. Одежда должна закрывать ваше тело. Верхняя одежда заправляется в штаны, а штаны заправьте в носки или в ботинки, сапоги, рукава куртки, кофты, рубашки – с застёгнутыми на пуговицы и плотно прилегающими манжетами, на голову накиньте капюшон или головной убор. На светлой одежде клещ заметнее, так что желательно, надеть светлую одежду.

Каждые 15-20 минут осматривайте свою одежду, своих попутчиков и если обнаружите клеща, снимайте, но не давите руками, лучше сожгите зажигалкой или спичкой. После похода внимательно осмотрите всё своё тело, особое внимание уделите ушным раковинам, подмышкам, паховым областям, шеи. Так же тщательно осмотрите свою одежду и вещи, которые брали с собой в лес, на дачу.

Химическая защита

Для профилактики от укусов клеща применяйте химические средства- крема, аэрозоли, которые продаются в магазинах, в аптеках — это репелленты (отпугивают клещей), акарицидные средства (убивают клещей), а также инсектицидно -репеллентные средства(отпугивают и убивают).

Обработайте химическими средствами одежду — манжеты, воротник, пояса у брюк, а так же одежду вокруг щиколоток, коленей, поясницы, талии, открытые участки тела — лицо, шею, руки.

Дачный участок можно обработать специальными средствами, убивающими клещей.

Будьте внимательны гуляя по лесу, работая или отдыхая на дачном участке. Берегите себя и следите за своим здоровьем!

 

Как узнать название растения по фото с помощью смартфона — Российская газета

Многие из нас сталкивались с этим. Видим красивый цветок или интересное растение, фотографируем его, выкладываем в соцсети, но название не знаем. Призываем на помощь друзей – знатоков, которые выдают множество вариантов. Но среди них обязательно найдется самый находчивый, который подтверждает свой ответ ссылкой на энциклопедию или другую страницу с достоверной информацией. Этот человек либо эксперт, либо просто умеет искать в сети.

Итак, начнем с примера, попавшегося в ленте Facebook совсем недавно. Коллега Виктория пишет: «Кто-нибудь знает, что это за растение?»

Правильный ответ появился довольно быстро. Но можно было и быстрее. Мы расскажем как.

Вариант 1. Установить на телефон приложение — определитель растений.  К примеру PlantNet.

Для начала приложение попросит вас указать регион, в котором произрастает искомый цветок. Ставим Восточная Европа и нажимаем поиск. Приложение попросит доступ  к камере — разрешаем, фотографируем цветок и запускаем поиск. Приложение выдает несколько вариантов, отсортированных по степени похожести на ваше фото. С латинским названием цветка.  Определитель знает как выглядят листья, цветы и плоды растения. Но увы, это не всегда срабатывает.  Дальше уже сами — можете поделиться результатом в соцсетях, или погуглить латинское название и найти описание на русском.

Скачать (бесплатно):  AppStore    Google Play

Аналогично распознает растения и приложение Garden.   Оно чуть полезнее предыдущего тем, что дает ссылку на страницу растения в Википедии. Увы, только на англоязычную. Русскую страничку придется искать самостоятельно.

Скачать (бесплатно):  AppStore    Google Play

Вариант 2

Быстро узнать название цветка или растения можно и без установки специальных приложений. Например, можно попросить помощи у Алисы — голосового помощника от яндекса. Начав диалог с Алисой прямо в браузере, отправляем ей фото. Она выдает результат в виде  множества похожих картинок. Сомнений нет — растение на фото выглядит как наше. Дальше просим открыть сайты с этими картинками и получаем список ресурсов. Все на русском. Для чистоты эксперимента просим Алису поискать другие растения. Результат превосходный.

Осмелимся дать совет будущим исследователям. При фотографированиии постарайтесь сделать максимально качественный снимок. При плохом освещении включите вспышку или попросите тех кто рядом подсветить растение фонариком.  Если в кадр попало что-то лишнее — отредактируйте фото — скадрируйте его, убрав ненужные элементы.  Так поисковику будет проще найти то, что вам нужно.

Скачать Яндекс с Алисой (бесплатно):  AppStore    Google Play

5 наиболее распространенных проблем осанки (и как их решить)

Эту статью написал Марк Перри — создатель программы BuiltLean и главный редактор и продюсер блога BuiltLean. В ней достаточно емко и коротко отражены современные тенденции заболеваний от сидячего образа жизни. Статья для Вас переведена в Эрготронике.

На прошлой неделе я побывал на семинаре «Анализ осанки и движения» в Нью-Йорке, который длился один день. На нем присутствовали около 25 профессионалов в фитнесе, которые занимаются им постоянно. После того как мы изучили осанку друг друга, мы были в шоке, узнав, что КАЖДЫЙ имел проблему с ней — от умеренной до тяжелой.

Вполне возможно, что у вас проблема осанки от умеренной до тяжелой, что, в свою очередь может повлиять на ваше здоровье и работоспособность. Должен признать, что у меня самого степень составляет от низкой до умеренной!

В этой статье не дается описание того как провести полную оценку осанки; здесь я описываю 5 самых распространенных проблем осанки, которые, как я считаю,  вызваны малоподвижным образом жизни. Для каждой проблемы осанки, я называю (1) способ проверки, (2) причину, (3) последствие, и (4) решение.

 

Имейте в виду, что те варианты, которые тут приведены, являются только «возможными» решениями, так как некоторые из причин и проблем не могут быть исправлены (т.е. врожденные проблемы, или травмы). Наконец, помните, что любая проблема осанки может привести к другим проблемам, так как тело человека — это единая «кинетическая цепь».

 

Проблема нарушения осанки #1: Гиперпронация

Как проверить –  Как указано на фото выше, обе руки положите на расстоянии 1 дюйм от каждой стороны вашей ноги. Выпрямите щиколотку так, чтобы пространство между каждой рукой и щиколоткой было одинаковым. Теперь ослабьте щиколотку и стопу. Если они подались вовнутрь, следовательно у вас гиперпронация стопы.

 

 

Причина – ожирение, беременность, неудобная обувь, или постоянное переступание по твердой поверхности — всё это может ослабить свод стопы, что в свою очередь ведет к косолапию и зачастую к плоскостопию.

Последствие – Косолапие создает дополнительную нагрузку на стопы, зажимает мышцы голени и повреждает коленные чашечки. Косолапие часто приводит к подошвенному фасциту, пяточной шпоре, метатарзалгии, тендиниту и / или шишке на ноге. Целых 20-30% американцев имеют плоскостопие, или косолапие.

Решение – Если свод уже нарушен, лучшее решение – обратиться к ортопеду и подобрать спецобувь и лечение. Если свод только начинает искривляться, укрепить его поможет бег/ходьба босиком. Только предварительно проконсультируйтесь с врачом (один из лучших выходов — обратиться к ортопеду). Про бег босиком см. Barefoot Running Research: Benefits of Barefoot Running

Проблема нарушения осанки #2: Наклон бедра вперед 

Как проверить – Один из самых полезных методов — прогиб таза вперед насколько это возможно, а затем так же назад. Прогнуть таз вперед вы можете по максимуму.

Причина – Сидячий образ жизни, отсутствие упражнений для растягивания туловища, что сокращает сгибающие мышцы бедер.

Последствие – Наклоненный таз (оно же «оттопыренная попа») ассоциируется с лишенными гибкости сгибателями бедра, т.е. группой мышц на передней части бёдер, которые тянут колено вверх. Когда вы ходите, жесткие сгибатели бедра не дают включаться ягодичным мышцам, что в свою очередь делает мышцы задней поверхности бедра перегруженными и чрезмерно жесткими. Если у вас перенапряжены мышцы задней поверхности бедра, причиной этого могут быть негибкие сгибатели бедра и наклоненный таз.

Решение – Растягивайте сгибатели бедра с помощью статических выпадов, например, поза лунного серпа, активируйте ягодицы с помощью специальных упражнений и растягивайте мышцы задней поверхности бедра.

Проблема нарушения осанки #3: Искривление верхней части спины/Кифоз 

Как проверить – Попросите кого-нибудь сфотографировать вас в профиль. Если верхняя часть спины округлена больше чем на 40-45 градусов, как показано на рисунке справа — это кифоз.

Причина – Сидячий образ жизни, например работа в офисе за компьютером.

Последствие – Сидя сгорбившись за компьютером, мы зажимаем мышцы груди, что может привести к искривлению (кифозу) верхней части спины. Мышцы, отвечающие за осанку в верхнем отделе спины, становятся слабыми.

Решение – Снять зажим можно, массируя область груди теннисным мячиком и выполняя другие упражнения. Мое любимое упражнение — перекатывание по верхней части спины.

Проблема нарушения осанки #4: Сутулость 

Как проверить –  Можно провести “Тест с карандашом”.  Возьмите в каждую руку карандаш или ручку. Как показано на рисунке, если они указывают прямо, с осанкой все в порядке. Если они смотрят друг на друга или повернуты под углом к телу, это говорит о сутулости.

 

 

Причина – Сидячий образ жизни, например работа в офисе за компьютером, и неправильное выполнение силовых упражнений с чрезмерной нагрузкой на грудные мышцы.

Последствие – Сидя сгорбившись за компьютером, мы зажимаем мышцы груди, плечи искривляются, что приводит к сутулости. Мышцы, отвечающие за осанку в верхнем отделе спины, ослабевают.

Решение – Очень похоже на исправление искривления – ослабьте стеснение в груди путём миофасциального расслабления (можно использовать мяч для массажа) и растяжения, а также укрепления мышц верхней части спины.

Проблема нарушения осанки #5: Наклон головы вперед 

Как проверить – Попросите кого-нибудь сфотографировать вас в профиль. Как показано на рисунке справа, найдите у себя на плече выступающую косточку — акромиально-ключичное сочленение, и проверьте находится ли она под мочкой уха. Если мочка уха выступает вперед,  следовательно у вас проблема с осанкой.

Причина — сидение сгорбившись перед экраном компьютера.

Последствие — мышцы задней части шеи и верхнего отдела спины сильно зажимаются.

Решение — во-первых, старайтесь сидеть правильно: спина прямая, голова чуть отклонена назад, взгляд прямо перед собой. Постарайтесь не поднимать голову вверх откидывая ее назад. Во-вторых, регулярно массируйте верхнюю часть спины (можно использовать массажер), чтобы расслабить мышцы шеи.

Эти пять описанных проблем лежат лишь на поверхности столь важной темы, и надеюсь благодаря этому вы задумаетесь о своей осанке.

У меня мышечная дистрофия Ландузи — Дежерина

Отношение к болезни

Иногда я думаю о том, что бы было, если бы у меня не было мышечной дистрофии. Если честно, мне до сих пор сложно поверить, что я больна. Родителям и родственникам это тоже дается непросто. Они помнят, как я бегала и прыгала, и не всегда могут осознать реальность произошедших со мной перемен. 

Мне кажется, отношения с родителями у всех сложные. Моя семья не является исключением, а диагноз только все усугубляет. Дело в том, что с детства меня воспитывали так: ты либо здоровый и успешный, либо «спрыгиваешь со скалы». Поэтому мое заболевание стало большим испытанием для всех членов семьи. Особенно сложно пришлось маме, для которой мое состояние — настоящая драма. Мы еще и живем вместе, но стараемся не конфликтовать. Просто она сама по себе слабая женщина, а я сильная и волевая. Поэтому у нас иногда возникают недопонимания. 

Я до сих пор вижу, как страдают некоторые родственники, когда мы встречаемся. Не представляю, что бы сказали мои одноклассники, если бы увидели меня сейчас. Правда, одна одноклассница недавно покупала у меня картину и говорила, что я и мои работы — классные. Вообще, у тех, кто никогда не видел меня здоровой, проблем с восприятием меня нет. К примеру, моя младшая двоюродная сестра вообще не парится. Хотя это вопрос приоритетов: для кого-то внешнее и физическое состояния очень важны, а для кого-то — наоборот. Особенно ярко это можно было ощутить раньше, когда человек считался самым крутым, если тусил на районе. Интернет все изменил — теперь не обязательно выходить из дома. 

Если бы я знала в 13 или 16 лет, как все будет, я бы по-другому построила свою жизнь. Прежде всего я бы постаралась вдолбить своим родителям, что моя болезнь — это норма, а не наказание для семьи. Еще я бы вела себя более самостоятельно. Сейчас маме хочется меня пристроить к кому-то. Несмотря на мои заверения в собственной самодостаточности, ей кажется, что меня всю жизнь должен кто-то поддерживать.

Кроме того, я бы проще относилась к межгендерным отношениям и уже давно обзавелась бы детьми. Также я бы постаралась не перетруждаться и подготовила бы себе парашют в виде еще одной профессии. Мне довольно сложно общаться с людьми, поэтому я предпочла бы быть каким-нибудь программистом. Могла бы сидеть дома, хорошо зарабатывать, а раз в полгода ездить куда-нибудь, где хороший климат и инфраструктура. Мне хочется путешествовать, но уже несколько лет я никуда, кроме Питера, не езжу. Надеюсь скоро это исправить. 

Сейчас моя главная цель — заработать денег и разъехаться с мамой. В 30 лет, наверное, буду рожать. Меня пока за такие планы в тюрьму никто не посадил и матку не вырезал. Но ребенок тоже требует подготовки и больших материальных затрат, поэтому сейчас мне надо сосредоточиться на работе.  

Названия частей человеческого тела на английском

Мы не будем приводить здесь полный анатомический справочник, но рассмотрим основные общепринятые названия частей человеческого тела на английском языке.

Голова и лицо

Известно, что маленькие дети в первую очередь учатся распознавать и называть черты лица. Так и мы начнем изучать названия частей тела сверху, с головы.

Название части тела на английском языке	Транскрипция	Перевод
head	[hed]	голова
hair	[hɛə]	волосы
forehead	[ˈfɔːrhed]	лоб
back of the head	[,bækɒvðiːˈhed]	затылок
crown	[kraʊn]	макушка
cheek	[ʧiːk]	щека
cheekbone	[ˈʧiːkbəʊn]	скула
eye	[aɪ]	глаз
eyebrow	[ˈaɪbraʊ]	бровь
eyelash	[ˈaɪlæʃ]	ресница
eyelid	[ˈaɪlɪd]	веко
pupil	[pjuːpl]	зрачок
ear	[ɪə]	ухо
nose	[nəʊz]	нос
nostril	[‘nɔstr(ə)l]	ноздря
mouth	[maʊθ]	рот
lip	[lɪp]	губа
tongue	[tʌŋ]	язык
tooth (teeth)	[tuːθ] ([tiːθ])	зуб (зубы)

Несколько примеров с этими словами:

I’ve got toothache. — У меня болит зуб.

Where does Sarah normally get her hair cut? — Где обычно стрижется Сара?

The actress had pale blue eyes and a little snub nose. — У актрисы были голубые глаза и маленький курносый нос. 

Lenny had beaten his tongue. — Ленни прикусил язык. 

В английском языке слово hair, как правило, используется как неисчисляемое существительное и значит собирательное «волосы». Но если речь идет об одном волосе, то добавляют артикль — a hair. 

Туловище

Теперь рассмотрим основные части человеческого туловища:

Название части тела на английском языке	Транскрипция	Перевод
neck	[nek]	шея
shoulder	[ˈʃəʊldə]	плечо
chest	[ʧest]	грудь (грудная клетка)
breast	[brest]	грудь (молочная железа)
back	[bæk]	спина
navel/belly button	[ˈneɪvəl], [ˈbelɪ,bʌtn]	пупок
genitals	[ˈʤenɪtlz]	половые органы
buttocks	[ˈbʌtəks]	ягодицы
waist	[weɪst]	талия
small of the back	[,smɔːlɒvðiːˈbæk]	поясница

Вот как можно использовать их в речи:

My neck was so sore. — У меня так сильно тянуло шею.

Ann hasn’t gone running today because she still has a bad chest. — Энн не пошла бегать сегодня, потому что у нее до сих пор боль в груди. 

This green dress emphasizes your narrow waist. — Это зеленое платье подчеркивает вашу узкую талию.

Andrew was laying on his back. — Эндрю лежал на спине. 

Конечности

Конечности по-английски называются limbs. Но, как и в русском, отдельные части рук и ног имеют разные названия, даже пальцы на них. 

Руки

Название части тела на английском языке	Транскрипция	Перевод
arm	[ɑːm]	рука (целиком)
armpit	[ˈɑːmpɪt]	подмышка
elbow	[ˈelbəʊ]	локоть
hand	[hænd]	кисть
finger	[ˈfɪŋgə]	палец
thumb	[θʌm]	большой палец
index finger	[,ɪndeksˈfɪŋgə]	указательный палец
middle finger	[,mɪdlˈfɪŋgə]	средний палец
ring finger	[,rɪŋˈfɪŋgə]	безымянный палец (на нем носят кольцо — ring)
little finger, pinky finger	[,lɪtlˈfɪŋgə], [,pɪŋkɪˈfɪŋgə]	мизинец
palm	[pɑːm]	ладонь
fist	[fɪst]	кулак

Например:

My daughter got her index finger caught in a dresser drawer and now it hurts. — Моя дочь прищемила указательный палец ящиком комода, и теперь он болит.

We have to wash our hands more often. — Мы должны чаще мыть руки.

Eric is going to get a tattoo on his left arm. — Эрик собирается набить татуировку на левой руке. 

Ноги

Название части тела на английском языке	Транскрипция	Перевод
leg	[leg]	нога (от бедра до ступни)
thigh	[θaɪ]	бедро (от таза до колена)
hip	[hɪp]	бедро, бок (наружная сторона таза и верхней части ноги)
knee	[niː]	колено
calf  (calves)	[kɑːf] ([kaːvz])	икра (икры)
ankle	[ˈæŋkl]	лодыжка
foot (feet)	[fʊt] ([fiːt])	ступня (ступни)
heel	[hiːl]	пятка
toe	[təʊ]	палец на ноге
big toe	[,bigˈtəʊ]	большой палец на ноге
little toe	[,litlˈtəʊ]	мизинец на ноге

Примеры из повседневной речи:

I still cannot find knee-length shorts in this shop. — Я все еще не могу найти шорты по колено в этом магазине. 

You need to get the weight on your heels. — Вам нужно перенести вес на пятки. 

This holiday period is always giving me itchy feet. — В период праздников мне всегда хочется уехать куда-нибудь. (Itchy — зудящий; itchy feet — «желание уехать куда-нибудь в новое место»).

Внутренние органы

Если вы интересуетесь медициной или любите сериалы про докторов в оригинале (например, House M.D. или Grey’s Anatomy), вам пригодятся эти слова:

Название части тела на английском языке	Транскрипция	Перевод
brain	[breɪn]	мозг
spinal chord	[,spaɪnlˈkɔːd]	спинной мозг
lung	[lʌŋ]	легкое
stomach	[ˈstʌmək]	желудок
pancreas	[‘pæŋkrɪəs]	поджелудочная железа
gall-bladder	[,gɔːlˈblædə]	желчный пузырь
liver	[ˈlɪvə]	печень
spleen	[spliːn]	селезенка
small intestine	[,smɔːlɪnˈtestɪn]	тонкий кишечник
large intestine / colon	[,lɑːʤɪnˈtestɪn]	толстый кишечник
kidney	[ˈkɪdnɪ]	почка
(urinary) bladder	[ˈjʊərɪnərɪˈblædə]	мочевой пузырь

Несколько примеров с названиями внутренних органов:

It was discovered that COVID-19 primarily affects lungs. — Было обнаружено, что COVID-19 в первую очередь влияет на работу легких. 

It’s better not to workout on a full stomach. — Лучше не тренироваться на полный желудок. 

The patient was just told that he had a kidney stone. — Пациенту только что сказали, что у него камень в почках. 

Скелет

Заглянем еще дальше внутрь человеческого тела и узнаем, как называются основные части скелета:

Название части тела на английском языке	Транскрипция	Перевод
skeleton	[ˈskelɪtn]	скелет
skull	[skʌl]	череп
jaw	[ʤɔː]	челюсть
spine	[spain]	позвоночник
bone	[bəʊn]	кость
collar bone	[‘kɔləbəʊn]	ключица
rib	[rɪb]	ребо
rib cage	[rɪb’keiʤ]	грудная клетка
tailbone	[‘teilbəun]	копчик
joint	[ʤɔint]	сустав
pelvis	[‘pelvis]	таз

The doctors will take another look at the X-rays of your skull. — Врачи еще раз изучат рентгеновский снимок вашего черепа. 

Daniel has got broken bones on his right hand. — У Дэниела сломаны кости на правой руке. 

Take care of your knee joints. — Берегите коленные суставы.

Кровеносные сосуды, мускулы и соединительные ткани

Еще больше анатомических подробностей:

Название части тела на английском языке	Транскрипция	Перевод
blood	[‘blʌd]	кровь
heart	[hɑːt]	сердце
vessel	[vesl]	кровеносный сосуд
artery	[ˈɑːtərɪ]	артерия
vein	[veɪn]	вена
muscle	[mʌsl]	мускул, мускулатура
biceps	[ˈbaɪseps]	бицепс, двуглавая мышцы
quadriceps	[ˈkwɔdrɪseps]	квадрицепс, четырехглавая мышца
triceps	[ˈtraɪseps]	трицепс, трехглавая мышца
skin	[skɪn]	кожа
tendon	[ˈtendən]	сухожилие
ligament	[ˈlɪgəmənt]	связка
vocal cords	[ˈvəʊkəlˈkɔːdz]	голосовые связки
abdominal muscles	[æb’dɔmin(ə)l’mʌslz]	брюшные мышцы

Примеры:

Medical staff is trying to restart his heart. — Медперсонал пытается запустить его сердце. 

Kate fell badly on the skating rink and teared the tendons in her right ankle. — Кейт больно упала на катке и растянула сухожилия на правой лодыжке. 

Regular physical activity can help to tone your muscles. — Регулярные физические упражнения могут помочь привести в тонус ваши мышцы. 

Носители языка редко говорят «abdominal muscles» («брюшные мышцы») и предпочитают вместо этого сокращение abs. В неформальной беседе вы также можете услышать такие выражения как six-pack (потому что шесть кубиков пресса напоминают вид сверху на упаковку из шести банок пива или другого напитка) или washboard abs (когда мышцы пресса такие же жесткие, как стиральная доска). 

I dream of six-pack abs. — Я мечтаю о кубиках пресса. 

Rocky had washboard abs. — У Рокки был стальной пресс. 

10 сленговых названий для частей тела

Теперь немного отвлечемся от анатомии и поговорим о частях тела сленговыми выражениями на английском. Надеемся, вам не придется это услышать, так как сленг на тему тела обычно обидный и касается лишнего веса: 

Дословно это выражение переводится как «индюшиная шея». Так носители языка называют складку жира под подбородком или двойной подбородок (double chin).

Only plastic surgery completely removes a turkey neck. — Только пластическая хирургия полностью убирает второй подбородок. 

Nancy looks like she has a double chin on this photo. — На этой фотографии Нэнси выглядит так, будто у нее есть второй подбородок. 

Chubby означает «пухлый» в хорошем смысле. Обычно так говорят про маленьких детей, которые выглядят очень мило со своими пухленькими щечками. Если так говорят про взрослого, то обычно это в значении «круглолицый». 

Nastya’s chubby cheeks remind me of the fresh-baked pies from the school canteen. — Настины пухлые щечки напоминают мне свежеиспеченные пирожки из школьной столовой. 

«Крыльями летучей мыши» носители английского языка называют дряблые мышцы плеч (от плечевых суставов до локтей), которые особенно заметны, если вытянуть руки в стороны. Так же называют тип широких рукавов на одежде, которые сужаются к запястью.

What exercises can help me tone my bat wings? — Какие упражнения помогут мне привести в тонус дряблые мышцы рук? 

Это слово в английском языке появилось в результате слияния слов man (мужчина) и boobs (сленговое выражение для слова «грудь»). В итоге так называют складки жира в районе груди у мужчин с избыточным весом.

Stuart’s moobs bounce when he runs. — У Стюарта грудь трясется, когда он бегает. 

Если вы представляете себе верхнюю часть маффина, то легко проведете аналогию с выпирающим животом из очень узких брюк или джинсов. 

Stylists advise choosing jeans of larger size to prevent the «muffin-top» effect. — Стилисты советуют выбирать джинсы большего размера, чтобы не выглядеть как верхушка маффина. 

• Spare tyre или просто tyre

Это выражение буквально переводится как «запасная шина» или просто «шина», а на русском мы говорим «спасательный круг», имея в виду жир вокруг талии. Кстати, в американском английском слово «шина» пишется с буквой i — tire. 

Samanta decided to cut down on junk food because she is troubled with her spare tyre. — Саманта решила меньше есть фастфуда, потому что ей не нравится ее «спасательный круг».

• Beer belly или pot belly 

Дословно это означает «пивной живот» или «живот как горшок» и означает очень выдающийся вперед живот, который появляется от злоупотребления пивом или другой калорийной пищей. 

If Tom doesn’t get his beer belly under control, we’ll ask him to play Santa Claus next year. — Если Том не займется своим «пивным животом», мы позовем его играть Санта-Клауса в следующем году. 

Jack would never wear a tight shirt over his pot belly. — Джек никогда бы не надел узкую рубашку поверх своего выпирающего живота. 

Изначально седельными мешками назывались мешки или сумки, свисающие по бокам лошади по обе стороны от седла. В данном случае речь идет о полных бедрах: в русской разговорной речи их называют «галифе».

Saddle bags or not, my wife is beautiful. — C «галифе» или без, моя жена все равно прекрасна. 

Слово stovepipe означает «дымоход, дымовая труба». Это выражение  описывает массивные полные ноги, которые напоминают дымоходные трубы. Также этим словом носители языка называют прямой фасон брюк или джинс. 

That woman with stovepipe legs might have varicose veins. — У той женщины с толстыми ногами может быть варикоз.

Это комбинация слов calf (икра) и ankle (лодыжка). Так говорят об очень полных голенях, когда практически не видно лодыжек. 

If I wear these boots with black jeans, nobody will notice my cankles. — Если я надену эти ботинки с черными джинсами, никто не заметит моих толстых лодыжек. 

Больше сленговых выражений с еще одной очень важной частью тела вы узнаете из видео (на русском языке с русскими и английскими субтитрами):

Заключение

Тело человека — тема, близкая каждому. Мы говорим про части нашего тела, когда выбираем одежду, жалуемся на дискомфорт, обсуждаем спорт и здоровое питание. Не обойтись без этих слов на приеме у врача или в салоне красоты. Даже просто описать свою или чужую внешность без знания этой лексики не получится.

Смежные темы:

«Боль моя…»: учимся жаловаться на здоровье по-английски

«Расскажи мне о себе»: описание внешности человека на английском

Биомеханические характеристики координации рук при хватательной активности повседневной жизни

Abstract

Координация рук может позволить людям иметь ловкий контроль со многими степенями свободы для выполнения различных задач в повседневной жизни. Важным фактором, способствующим этой важной способности, является сложная биомеханическая архитектура руки человека. Однако провести четкую функциональную связь между биомеханической архитектурой и координацией рук непросто.Неизвестно, какие биомеханические характеристики отвечают за координацию рук и какой конкретный эффект оказывает каждая биомеханическая характеристика. Чтобы изучить эту связь, мы сначала проверили характеристики координации рук при выполнении повседневных задач с помощью статистического анализа кинематических данных, которые были собраны у тридцати субъектов-правшей во время множества задач по хватанию. Затем была проведена функциональная связь между биомеханической архитектурой и координацией рук путем установления четкой соответствующей причинно-следственной связи между сухожильными соединительными характеристиками руки человека и скоординированными характеристиками во время повседневной хватательной активности.Явная функциональная связь указывает на то, что биомеханическая характеристика связующей архитектуры сухожилий между мышцами и суставами — это правильный дизайн Создателя для комфортного выполнения множества повседневных задач. Четкая связь между структурой и функцией руки человека также предполагает, что конструкция многофункциональной руки робота должна лучше имитировать такую ​​базовую архитектуру.

Образец цитирования: Лю M-J, Xiong C-H, Xiong L, Huang X-L (2016) Биомеханические характеристики координации рук при хватательной активности повседневной жизни.PLoS ONE 11 (1): e0146193. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0146193

Редактор: Ренжи Хан, Медицинский центр Университета штата Огайо, США

Поступила: 28 октября 2015 г .; Дата принятия: 14 декабря 2015 г .; Опубликовано: 5 января 2016 г.

Авторские права: © 2016 Liu et al. Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution License, которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии указания автора и источника

Доступность данных: Данные доступны из Цифровой репозиторий Dryad: http: // dx.doi.org/10.5061/dryad.gg8g5.

Финансирование: Эта работа частично поддержана Национальной программой фундаментальных исследований Китая (программа 973, грант № 2011CB013301) и Национальным фондом естественных наук Китая (грант № 51335004).

Конкурирующие интересы: Авторы заявили, что никаких конкурирующих интересов не существует.

Введение

Человеческая рука — это удивительный инструмент, который может выполнять множество функций, таких как мощный и точный захват огромного количества объектов.Превосходное поведение руки человека обеспечивается очень сложной структурой с 19 сочленениями, 31 мышцей и более чем 25 степенями свободы (DOF) [1]. Несмотря на то, что множество функций является благоприятным, эта сложная структура также поднимает сложную проблему того, как человеческое тело с легкостью и без усилий управляет таким большим количеством механических степеней свободы.

Исследования показывают, что во время функциональной активности цифры не перемещаются отдельно от соседних цифр [2], даже когда для определенного движения требуется отдельная цифра [3].Напротив, движения нескольких цифр коррелированы, и информация о движении руки человека избыточна, так что только небольшое количество компонентов составляет большую часть отклонений [4]. Человеческая рука использует скоординированные движения, чтобы уменьшить количество независимых степеней свободы и упростить задачу управления [5,6]. Таким образом, координация рук дает людям возможность гибко и удобно управлять сложной структурой для выполнения множества задач. Координация рук должна указывать на тайну изобретения Творца.

Есть два основных фактора, которые способствуют координации рук: неврологические функции и биомеханические ограничения [7]. Неврологические функции контролируются центральной нервной системой (ЦНС) [8]. ЦНС получает сенсорную информацию, такую ​​как запахи, вкусы, звуки, взгляды и тактильную информацию, и реагирует на эту информацию действием, которое может перемещать разные пальцы одновременно за счет распространения нервного импульса на соседние мышцы [9]. По сравнению с неврологическими функциями, знание сложной биомеханической архитектуры более важно для понимания координации рук, поскольку механические функции могут влиять на двигательные команды [10].В руке человека отдельная мышца не всегда соединяет отдельный сустав, а скорее имеет уникальную соединительную архитектуру между мышцами и суставами, такую ​​как соединение многосвязной мышцы с несколькими суставами. Хотя многие исследователи отметили влияние биомеханических ограничений на координацию рук [1,3,7,10], немногие обнаружили четкую связь между биомеханической архитектурой и координацией рук. В этой статье мы исследуем такую ​​функциональную связь.

Прежде чем установить четкую связь между биомеханической архитектурой и координацией рук, мы изучили характеристики скоординированных движений руки человека во время хватательной активности в повседневной жизни. Насколько нам известно, значительное внимание было уделено исследованию характеристик скоординированных взаимоотношений между пальцами или суставами с использованием многомерного статистического анализа кинематических данных, которые были получены от испытуемых во время выполнения заданий или в период естественных движений [11–16]. ].Однако в большинстве этих исследований данные о движениях собираются только для нескольких типов схватывания, при этом не затрагивая в максимальной степени различные задачи хватания в повседневной жизни. И захватывающие задачи в этих исследованиях тоже различаются. Как обсуждалось в этой статье, человеческая рука использует особую стратегию скоординированного управления для каждой задачи. Очевидно, что можно получить различные согласованные отношения между суставами из данных о движении, собранных при выполнении различных задач. Учитывая, что универсальная способность выполнять различные задачи является решающим преимуществом человеческой руки, необходимо понимать основные характеристики скоординированного движения, необходимого при выполнении различных задач.Таким образом, мы собрали кинематические данные из достаточного количества задач, которые максимально представляли собой разнообразие схватывающих задач в повседневной жизни, чтобы исследовать основные скоординированные отношения между суставами. Кроме того, кластерный анализ использовался для определения сети и подробных скоординированных отношений между суставами.

После определения основных характеристик скоординированного движения мы попытались найти четкие соответствующие доказательства согласованных отношений из биомеханических характеристик мышечно-суставной соединительной архитектуры и установить функциональную связь между биомеханической архитектурой и характеристиками координации рук.Ясные доказательства указывают на то, что мышечно-суставная соединительная архитектура руки человека отвечает за базовую стратегию ловкого управления при выполнении различных задач. В этом исследовании исследуется метод определения правильного объяснения архитектуры мышечно-суставных связей руки на основе анализа поведенческих результатов.

Материалы и методы

Парадигма задачи

В повседневном использовании хватание является наиболее частой функцией человеческой руки [7]. Многие исследования были посвящены схватыванию для имитации способности искусственных рук [17,18].Человеческая рука может захватывать различные предметы самых разных размеров и форм. Людей больше интересуют задачи, которые они хотят выполнить, чем размеры и формы предметов с точки зрения выбора захвата. Это говорит о том, что хватки можно классифицировать по задачам, а не по внешнему виду [19]. Ранняя попытка охарактеризовать схватывание была сделана Напье [20]. Он предположил, что разнообразие хватательной активности человеческой руки может быть составлено из двух основных функциональных режимов: силового и точного захвата.Первый характеризуется приложением силы с большой площадью контакта между предметами и поверхностью руки. В последнем предметы ловко удерживаются кончиками пальцев и большим пальцем. Вслед за Нэпиром многие исследователи разработали две основные категории, предложив дальнейшие подразделения [19,21,22]. Эти подразделения основаны на деталях задач с точки зрения того, какая группа пальцев приложила силу к объекту и какая часть пальца контактировала с объектом [4].Фейкс включил таксономию схватывания из существующих исследований и разработал комплексную таксономию [23]. В частности, он рассмотрел особенности большого пальца и расширил таксономию до 33 различных типов задач (как показано на S1 Fig). Эта ограниченная таксономия позволяет лучше описать возможности человеческой руки. Поэтому таксономия Феикса была выбрана в качестве нашей парадигмы задачи.

Субъекты

Тридцать бессимптомных субъектов (15 мужчин и 15 женщин, средний возраст 25 лет) приняли участие в эксперименте после предоставления письменного информированного согласия.Ни у одного из испытуемых не было в анамнезе неврологических или опорно-двигательных проблем, которые могли бы повлиять на работу их рук. Они также не обладали особыми навыками игры на руках в результате работы или досуга, например, владели игрой на пианино. Каждый испытуемый должен был заполнить анкету Эдинбургской инвентаризации, чтобы количественно оценить свою маневренность по шкале коэффициентов латеральности [24]. Значение +100 указывает на максимальную правую руку, а значение -100 указывает на максимальную левую руку.Коэффициент латеральности для этих испытуемых колебался от +68 до +100, и все испытуемые были правшами. Протокол эксперимента был одобрен этическим комитетом Медицинского колледжа Тунцзи.

Методика эксперимента

Испытуемые сидели у края стола и положили правую руку на стол в удобной позе. Им было поручено выполнить 33 типа задач (S1 рис.) С использованием большого количества предметов, которые были выбраны из наиболее распространенных предметов в повседневной жизни и имели большой диапазон размеров и форм, таких как цилиндры, диски, сферы и карточки. .В каждом типе задач испытуемых просили по отдельности схватить три объекта разного размера или формы, и каждый тест повторялся на каждом объекте три раза, чтобы устранить случайную ошибку. В начале каждого испытания объекты помещали за пределы подходящего расстояния для субъектов, и испытуемые вытягивали правую руку в естественном полном вытяжении. Услышав команду «идти» (на китайском языке), испытуемые начинали хватать объект со скоростью в индивидуальном темпе. Им позволяли перемещать проксимальную руку в соответствии с движением руки во время эксперимента.

Инструментальная перчатка (CyberGlove, Virtual Technologies, Пало-Альто, Калифорния, США) со встроенными резистивными датчиками изгиба использовалась для измерения углов суставов руки во время захватывающего движения от команды запуска до завершения задачи. Перед тестированием каждого субъекта датчики перчаток были откалиброваны между выходным сигналом датчика и углом сустава путем установления приблизительной зависимости линейной регрессии [3,13]. Данные от каждого датчика перчатки собирались с частотой 50 Гц и сохранялись на диске персонального компьютера.Как показано на рис. 1A, мы записали данные с 16 датчиков, которые состояли из пястно-фаланговых (MCP), проксимальных межфаланговых (PIP) и дистальных межфаланговых (DIP) датчиков для четырех пальцев (индекс: I, В центре: M, кольцо: R, мало: L) и датчики запястно-пястного (CMC), MCP, межфалангового (IP) и абдукционного (ABD) большого пальца (T). Датчики MCP, PIP и DIP для четырех пальцев и датчики MCP и IP для большого пальца применялись для измерения движения сгибание-разгибание (fe) (рис. 1B).Следует отметить, что сустав большого пальца большого пальца является составным суставом и имеет две неортогональные оси вращения, которые расположены в разных костях. Ось аддукции-отведения (аа) проходит через проксимальный конец пястной кости, а ось fe пересекает трапецию запястья [25]. Неортогональные и непересекающиеся оси шарнира CMC затрудняли точное измерение углов сочленения с помощью инструментальной перчатки. Альтернативный метод для CyberGlove заключался в измерении угла поворота большого пальца на ладони и угла между большим и указательным пальцами с помощью датчиков CMC и ABD для замены углов двух суставов составного сустава.Сгибание и отведение были определены как положительные, как показано направлением вращения стрелок на рис. 1В.

Рис. 1. Размещение датчика CyberGlove и соответствующая кинематическая модель руки человека.

(A) Размещение 16 датчиков, используемых в CyberGlove (изображение адаптировано из Ingram 2008 с любезного разрешения Springer Science + Business Media). (B) Суставы и кинематическая модель руки человека. Сокращения: MCP, пястно-фаланговая; PIP, проксимальный межфаланговый; DIP, дистальный межфаланговый; КМЦ, запястно-пястной; IP, межфаланговый; ABD — похищение; Т, большой палец; I, индекс; M, средний; R, кольцо; L, маленький; fe, сгибание-разгибание; аа, отведение-приведение.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0146193.g001

Анализ данных

Как упоминалось ранее, мы использовали CyberGlove для записи углов сочленения руки человека с 16 датчиков, и каждое испытание дискретно отбирало выборку от времени начала до времени завершения движения во время каждой задачи. Фильтр Баттерворта использовался для сглаживания оцифрованных данных датчика и уменьшения шума, вызванного прибором сбора данных. Для каждого субъекта данные из всех сеансов записи k -й задачи были объединены для формирования данных движения, где n _k представляет собой выборку дискретных углов суставов во время соответствующей задачи.Все данные о движении Q _k из 33 типов заданий для субъекта были объединены для создания набора данных о движении в течение всего эксперимента.

Анализ главных компонентов (PCA) был использован для исследования степени скоординированного поведения суставов руки человека. Этот метод уменьшения размеров преобразовал исходный набор данных коррелированных переменных угла сустава в линейную комбинацию новых некоррелированных переменных, называемых главными компонентами (ПК).PC были получены как собственные векторы ковариационной матрицы, вычисленной из набора данных угла сустава Q . Затем ПК были упорядочены в соответствии с процентной долей отклонения, объясняемой каждым компонентом [26]. Первый компьютер показал наибольшие вариации и наилучшим образом соответствовал всем данным о перемещении углов сочленения. Второй максимизировал вариацию, исключая первый ПК, и так далее. На меньшее количество ПК приходилось наибольшее отклонение, и более высокая степень скоординированного движения существовала между суставами в течение всего эксперимента с различными задачами.

Корреляционный анализ был использован для определения согласованных отношений между суставами. Если два сустава скоординированы, они будут двигаться синхронно с определенным соотношением. Степень согласованности движений между суставами может быть описана коэффициентом корреляции Пирсона для изменяющихся во времени угловых данных. Тем не менее, абсолютное значение коэффициента корреляции Пирсона было выбрано в качестве меры взаимосвязи, связанной с движением, путем игнорирования относительного направления движения.Мы применили корреляционный анализ к разным наборам данных о движении, составленных из разных задач. Сначала набор данных движения Q _k для каждой задачи использовался для определения согласованных отношений между соединениями. Было 16 × (16–1) / 2 = 120 переменных координированных отношений между суставами, и среднее значение всех переменных использовалось для обозначения общей оценки координации движений. Затем наборы данных о перемещении для нескольких задач были объединены для анализа и получения общих скоординированных отношений для этих задач.Чтобы изучить влияние разнообразия типов задач, было выбрано разное количество типов задач, чтобы составить объединенные наборы данных о перемещениях и определить их соответствующие общие скоординированные отношения. При выборе m числа задач из 33 задач на S1 Fig, были возможности комбинирования, и необходимо было уравнять все возможности, чтобы дать статистический результат. Однако исчерпание всех возможностей потребовало много времени, поскольку количество возможных комбинаций могло достигать 1.17 × 10 ⁹ при выборе 16 типов заданий. Вместо этого мы случайным образом выбрали 2000 типов из всех возможных комбинаций, за исключением условий выбора одного или двух типов задач, которые имели бы менее 2000 возможностей. Поэтому при выборе количества задач м общая оценка согласованной взаимосвязи, называемая координацией среднего движения (MMC), была определена как (1) где 1≤ i < j ≤16, представляет собой коэффициент корреляции между шарнирами i и j в возможной комбинации c при условии выбора количества задач m в качестве перемещения наборы данных.

После сравнения взаимосвязей, скоординированных движением между задачами, мы использовали корреляционный анализ в наборе данных движения Q , чтобы изучить основные скоординированные взаимосвязи между любыми двумя суставами для различных задач. Метод агломеративной иерархической кластеризации был применен для получения детальных взаимосвязей, скоординированных движением между суставами руки человека. Этот метод кластеризации начался с отдельных совместных переменных, и каждая совместная переменная действовала как отдельный кластер [27].Абсолютное значение коэффициента корреляции между каждыми двумя переменными суставов, которые описывали взаимосвязь движения и координации, было принято в качестве меры сходства между этими кластерами. Два наиболее похожих кластера сначала были объединены для создания нового кластера. На последующих этапах более похожие кластеры непрерывно объединялись в один кластер. Сходство между двумя кластерами должно быть пересчитано на каждом шаге, и мера была определена следующим образом с использованием алгоритма усредненной связи: (2) где r _ij — коэффициент корреляции между элементом i th кластера U и элементом j th кластера V . N _U и N _V представляют номера элементов в каждом кластере соответственно.

Статистический анализ.

Чтобы предоставить статистическое описание, мы выполнили тесты значимости наших результатов в корреляционном анализе и кластерном анализе. В корреляционном анализе использовался односторонний парный t-тест, чтобы проверить, было ли среднее значение скоординированных отношений в одной задаче значительно выше или ниже, чем в другой задаче.Тот же тест использовался в случае сравнения согласованных отношений между разными парами суставов. В кластерном анализе значения взаимосвязей, связанных с перемещением по всем предметам, были усреднены для проведения кластерного анализа путем непрерывной агломерации похожих кластеров. На каждом этапе агломерации сходство между кластерами было средним значением для всех субъектов, и два кластера с наивысшим значением сходства были сгруппированы. Результаты показали, что эти два кластера были более похожи друг на друга, чем на другие кластеры.Однако этот результат кластеризации был основан на среднем значении по предметам, и два кластера по многим предметам могли быть больше похожи на другие кластеры, чем друг на друга из-за индивидуальных различий. Чтобы проверить статистическую значимость таких результатов кластеризации на каждом этапе агломерации, мы использовали односторонний парный t-тест, чтобы отдельно проверить, было ли сходство между двумя агломеративными кластерами значительно выше, чем сходство между двумя кластерами друг с другом. кластеры.Коррекция Бонферрони-Холма значения p использовалась для множественных сравнений сходств [28], и самое высокое скорректированное значение p принималось как значимость каждого агломеративного результата. Уровень вероятности p <0,05 был выбран в качестве статистической значимости для каждого теста.

Результаты

Степень согласованного движения суставов

Человеческая рука представляет собой сложную и повторяющуюся систему скоординированных движений, которая выполняет множество движений.Используя набор данных движения руки человека, определенный на основе экспериментальной парадигмы (см. Материалы и методы), анализ главных компонентов (PCA) получил 16 главных компонентов (PC) в качестве набора данных движения, потенциально охватывающих 16-мерное пространство. Процент отклонения, приходящийся на углы суставов каждым последующим ПК (столбцы на рис. 2), постепенно уменьшается, и первые несколько ПК могут сохранять большую часть информации о движении исходных переменных сустава. Например, на первых трех ПК приходится 83.4 ± 2,0% (среднее ± стандартное отклонение по предметам) дисперсии, а на первые семь ПК приходится почти 96,4 ± 0,7% дисперсии. Это демонстрирует, что наборы данных о перемещении углов сочленения избыточны. Этот результат дает представление о высоко скоординированном движении суставов руки человека, даже когда необходимо выполнить множество задач.

Рис. 2. Диаграмма Парето для дисперсии, объясняемой набором данных о перемещении углов суставов.

Столбики показывают отклонение, объясняемое каждым главным компонентом (ПК) от PCA, а линия показывает совокупное отклонение, объясняемое оставшимися ПК.Планки погрешностей указывают на стандартные отклонения по предметам.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0146193.g002

Сравнение согласованного движения между задачами

Человеческая рука координирует работу нескольких суставов, чтобы ловко выполнять разные задачи по-разному. Стратегия ловкого управления для каждой задачи может быть описана особым скоординированным движением между суставами, как показано на рисунке 3. Значения 120 скоординированных переменных попарными комбинациями 16 суставов распределены по кольцевому кругу на каждой радиолокационной диаграмме на рисунке 3.Согласованные отношения, связанные с суставами большого пальца среди попарных комбинаций всех 16 суставов, показаны в области 1, скоординированные отношения, касающиеся суставов указательного пальца среди попарных комбинаций оставшихся суставов четырех пальцев без большого пальца, представлены показано в области 2 и т. д. Шесть задач были выбраны, чтобы представить особенности всех задач. Результаты на рис. 3 показывают, что человеческая рука может применять различные корректировки координированных отношений для реализации конкретной стратегии ловкого управления для различных задач, таких как локальная корректировка координированных отношений, связанных с суставами большого пальца (сравнение рис. 3A и 3B), широкий диапазон корректировок согласованных отношений между суставами (сравнение рис. 3C и 3D) и корректировок, основанных на сложности задач (сравнение рис. 3E и 3F с рис. 3A или 3B).Расширенное обсуждение сравнения согласованных отношений между задачами представлено в S1 Text. Корректировки делают скоординированные движения между задачами существенными различиями.

Рис. 3. Движения-скоординированные отношения между суставами руки человека в каждом типе задания.

Имеется 16 × (16–1) / 2 = 120 переменных взаимосвязей координированных движений между каждыми двумя из 16 сочленений, записанных в наборе данных движения, и они распределены по кольцевому кругу на радиолокационной карте.Область 1 представляет скоординированные отношения относительно суставов большого пальца и содержит внутренние отношения между суставами большого пальца и внешние отношения между суставами большого пальца и четырьмя другими пальцами. Точно так же область 2 представляет согласованные отношения относительно суставов указательного пальца, исключая суставы большого пальца, и так далее. Согласованные отношения между всеми суставами безымянного пальца и мизинца представлены в области 4 диаграммы.Амплитуды согласованных отношений усредняются по всем предметам. Шесть задач выбраны, чтобы представить особенности всех задач.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0146193.g003

Не только для одной задачи, суставы человеческой руки также координируются во время выполнения нескольких задач [14]. Скоординированные отношения между соединениями для этих задач называются общими координированными отношениями и могут быть получены из объединенных наборов данных о перемещениях, составленных из этих задач.Общие скоординированные отношения представляют собой ловкую стратегию управления для удовлетворения функциональных требований этих задач. Хотя многие исследователи изучали общие скоординированные взаимоотношения между пальцами или суставами, используя кинематические данные, которые были получены от субъектов, выполняющих некоторые задачи или в период естественных движений [11,13,16], большинство этих исследований было ограничено несколькими типами. разных задач. Как обсуждалось в предыдущем исследовании, человеческая рука использует особую стратегию управления для каждой задачи, и очевидно получение различных общих скоординированных отношений между суставами из набора данных движения, состоящего из разных задач.Когда необходимо выполнить больше задач, общие скоординированные отношения для всех этих задач изменятся, но неизвестно, будут ли общие скоординированные отношения всегда изменяться с увеличением количества задач. Другими словами, существуют ли постоянные и базовые общие скоординированные отношения для руки человека при выполнении различных задач? Чтобы ответить на этот вопрос, мы изучили влияние разнообразия типов задач на общие согласованные отношения. Когда выбрано несколько задач, используется оценочный индекс средней координации движений (MMC, см. «Материалы и методы»), чтобы показать общие отношения координации движений между суставами.Как показано на рис. 4, существенная тенденция состоит в том, что координация падает с увеличением количества типов задач, несмотря на индивидуальные различия. Когда выбрана только одна задача, значение MMC выше. Однако координация быстро падает, когда добавляются новые задачи. Это снижение координации указывает на то, что реализация большего количества функций требует более независимых движений. Однако координация не всегда снижается. Скорость уменьшения становится довольно низкой, и значение MMC становится неизменным, когда включено много задач, особенно когда выбрано более 20 типов задач, как показано на рис. 4.Неизменная координация показывает, что существуют постоянные общие скоординированные отношения для человеческой руки для выполнения различных задач. Характеристики неизменной координации также отражают базовую стратегию ловкого управления человеческой рукой для удовлетворения функциональных требований различных задач.

Движения-скоординированные отношения между суставами при выполнении всех задач

В предыдущих сравнениях каждая задача имела свои собственные отличительные скоординированные движения между суставами для достижения соответствующих стратегий ловкого управления.Когда наборы данных о перемещениях из 33 задач были объединены для представления перемещений различных задач в повседневной жизни, их общие скоординированные отношения останутся неизменными, а общие скоординированные отношения выявят неотъемлемые характеристики человеческой руки. Мы проанализировали объединенный набор данных о движениях, состоящий из этих задач, чтобы определить подробную согласованную характеристику между суставами, чтобы изучить базовую стратегию ловкого управления человеческой рукой для различных задач.

Согласованная взаимосвязь для совместной пары была рассчитана по коэффициенту корреляции между изменяющимися во времени угловыми данными.Значения соотношений координации движений для всех комбинаций 16 суставов были усреднены по испытуемым и могут быть выражены с помощью матрицы. График (рис. 5) используется для представления числового значения матрицы в градациях серого в каждом квадрате. График в градациях серого затем окрашивается пастельными оттенками розового для усиления визуальных эффектов, при этом розовый означает более высокую координацию. Характеристики согласованных отношений между каждой парой суставов на рис. 5 обсуждаются в тексте S2.

Рис. 5. Графическое описание согласованных отношений для совместных пар.

Значение координации было усреднено по предметам и обозначено оттенками серого с розовым в каждом квадрате. Розовый цвет указывает на более высокую координацию для соответствующей пары суставов. Схема осесимметричная. Пунктирные и сплошные линии, проходящие через квадраты, используются для описания различных областей для пар стыков. Соединения и сокращенные названия показаны на рис. 1.

https: // doi.org / 10.1371 / journal.pone.0146193.g005

Агломеративный иерархический кластерный анализ используется для изучения общих взаимосвязей между суставами, связанными с движением. Анализ усредненных соотношений скоординированных движений между субъектами (те же значения, что и на рис. 5) приводит к древовидной структуре (дендрограмме) отношений между всеми совместными переменными. На дендрограмме (рис. 6) показан непрерывный агломерационный процесс кластерного метода снизу вверх. Соединение PIP безымянного пальца и соединение PIP мизинца сначала встречаются в узле среди всех суставов.Это означает, что средняя координация между испытуемыми для этих двух суставов является самой высокой среди всех комбинаций пар суставов. Однако, принимая во внимание индивидуальные различия, координация для суставной пары PIP безымянного и мизинца составляет 0,9285 ± 0,0241 (среднее ± стандартное отклонение для разных субъектов), а координация для суставной пары PIP среднего и безымянного пальцев составляет 0,9261. ± 0,0449. Координация для пары суставов PIP безымянного и мизинца ненамного выше, чем координация для пары суставов PIP среднего и безымянного пальцев (29, t = 0.25; p = 0,40). Это говорит о том, что координация для пары суставов PIP безымянного и мизинца может быть ниже, чем между средним и безымянным пальцами у значительного числа испытуемых. Таким образом, первое скопление для суставов PIP безымянного пальца и мизинца не имеет статистической значимости. В следующем процессе кластеризации суставы PIP безымянного пальца и мизинца встречаются с суставом PIP среднего пальца на более высоком уровне узла, и три сустава были сгруппированы в группу.Координация составляет 0,8753 ± 0,0511 между старым кластером суставов PIP мизинца и безымянного пальца и суставом PIP среднего пальца, что также эквивалентно измерению сходства между кластерами ( r _UV , см. Материалы и методы) . Эта координация значительно выше, чем согласованные отношения между старым кластером с любыми другими кластерами в этой агломеративной фазе (скорректированный p = 0,013 <0,05). Кластеризация трех соединений PIP имеет статистическую значимость, и все значимые кластеры отмечены под соответствующими узлами кластеризации на рисунке 6.

Рис 6. Дендрограмма скопления суставов.

Это графически показывает сеть взаимосвязанных движений между суставами руки человека. Узлы нижних ветвей дерева указывают на более согласованные отношения между суставами под двумя ветвями. Значения кластеризации отмечены * (p <0,05), ** (p <0,01) и *** (p <0,001) под узлами.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0146193.g006

Принимая во внимание значительные результаты кластеризации сверху вниз на рис. 6, мы можем нарисовать четыре основных согласованных характеристики между суставами во время выполнения различных задач.Во-первых, общая характеристика состоит в том, что суставы четырех пальцев сгруппированы в группу, а суставы большого пальца сгруппированы друг с другом. Согласованная взаимосвязь между двумя группами составляет всего 0,16 ± 0,05. Движения в суставах большого пальца плохо скоординированы с суставами четырех пальцев. Следует отметить, что мы проигнорировали результат кластеризации группы между суставами CMC и ABD большого пальца, потому что они принадлежат неортогональному и непересекающемуся составному суставу.Во-вторых, суставы четырех пальцев делятся на две группы: суставы PIP и DIP и суставы MCP. Это демонстрирует не только то, что суставы PIP и DIP на каждом пальце более скоординированы, чем суставы MCP, но также и то, что все суставы PIP и DIP четырех пальцев более скоординированы, чем суставы MCP во время движения различных задач. Эта согласованная характеристика указывает на то, что ловкое управление человеческой рукой основано не на пальцах певца, а на суставах. Если управление человеческой рукой основано на одном пальце, три сустава каждого пальца должны быть более скоординированы друг с другом, чем с суставами других пальцев.Характеристика движения совпадает с функциональной потребностью человеческой руки в координации всех суставов для выполнения повседневных задач, а не в выборочном управлении работой отдельных пальцев, например, для счета и игры на пианино. В-третьих, движения суставов указательного пальца отличаются от движений других суставов среднего, безымянного и мизинца. Суставы указательного пальца отделены от других пальцев как в группе суставов PIP и DIP, так и в группе суставов MCP четырех пальцев (рис. 6).В-четвертых, суставы PIP среднего, безымянного и мизинца сгруппированы в группу. Суставы PIP более согласованы между суставами PIP и DIP трех пальцев. Кроме того, чтобы проверить, связаны ли эти характеристики движения с полом, мы также группируем данные о движениях мужчин и женщин, чтобы отдельно изучить их характеристики движения. Как показано на фиг. S2, значимые результаты кластеризации у субъектов женского и мужского пола совпадают с результатами для всех субъектов (рис. 6), хотя есть некоторые различия в несущественных узлах кластеризации.Основные характеристики движений у самок и самцов одинаковы.

Обсуждение

Важным преимуществом, которое делает человеческую руку лучше других животных, является то, что человеческая рука может ловко выполнять различные задачи, и эта уникальная способность, очевидно, может способствовать более эффективному изготовлению орудий и их использованию в процессе эволюции [29] . Чтобы изучить ловкость человеческой руки, мы применили обратный метод исследования, идущий от результата к причине.В предыдущей работе мы изучили, какие основные двигательные характеристики необходимы человеческой руке для ловкого выполнения нескольких задач. Следующие обсуждения посвящены поиску четких соответствующих доказательств для определения причин координации рук.

Характеристики движения всех суставов руки человека показывают, что суставы большого пальца имеют более низкие координированные отношения с суставами четырех пальцев. Движение большого пальца отличается от движения четырех пальцев.Глубокий сгибатель пальцев (FDP) является важным сгибателем руки человека и расположен на нижней стороне предплечья (S3 и S4A рис.). У большинства негуманоидных приматов мышца FDP разделяет пять длинных сухожилий, и каждое прикрепляется к одному пальцу [30]. Как показано на рис. S4B, рука берберской обезьяны, четыре пальца и большой палец связаны между собой этими длинными сухожилиями мышцы FDP. Однако у человекообразных обезьян (например, понго, гориллы и пан) сухожилие FDP к большому пальцу обычно либо рудиментарно, либо отсутствует [31].У людей мышца FDP прикрепляется только к четырем пальцам, в то время как большой палец имеет отдельную длинную мышцу-сгибатель в предплечье, называемую сгибателем длинного большого пальца (FPL) (рис. S3 и S4A). Наличие мышцы FPL — это специализация человека, которая значительно увеличивает независимость большого пальца. Характеристики движения руки человека показывают, что большой палец должен иметь возможность двигаться независимо от других четырех пальцев для выполнения различных задач. К счастью, наличие FPL в точности удовлетворяет функциональным требованиям и дает руке человека превосходные возможности для выполнения множества сложных функций по сравнению с другими приматами.В дополнение к мышце FDP, поверхностный сгибатель пальцев (FDS) и мышцы-разгибатели пальцев кисти являются множественными сухожильными мышцами другой руки. Они соединяют только четыре пальца, а движения суставов большого пальца управляются исключительными мускулами. Отдельная биомеханическая структура большого пальца отражается в плохой координации движений между большим и четырьмя пальцами.

Другая характеристика движения руки человека состоит в том, что суставы PIP и DIP четырех пальцев более скоординированы, чем суставы MCP.Сгибательные движения суставов DIP и PIP каждого пальца в первую очередь обусловлены отдельными действиями мышц FDP и FDS [32]. Мышца FDP прикрепляется к дистальной фаланге пальца с помощью сухожилий (S5A Рис.) И в первую очередь генерирует движение в суставе DIP, в то время как мышца FDS прикрепляется к средней фаланге и в первую очередь способствует сгибательному движению сустава PIP [33]. Однако сгибательное движение требует не только синергиста мышц-сгибателей, но и антагониста мышц-разгибателей, чтобы сформировать равновесие.Важная мышца-разгибатель находится в предплечье и действует через сухожилие длинного разгибателя (S5A, рис.). На дистальном конце пястной кости сухожилие разгибателя расширяется, образуя капюшон (S5B Рис.), Который покрывает сустав MCP дорсально и искривляется по бокам пястной кости и проксимальной фаланги [34]. Расширение разгибателя вскоре разделяется на три полосы, две боковые и одну центральную, которые прикрепляются к дистальной и средней фалангам соответственно. Боковые связки коллатерально проходят по обе стороны от проксимальной фаланги и снова рекомбинируют в средней фаланге, чтобы прикрепиться к дистальной фаланге.Центральная полоса проходит по середине пальца вдоль тыльной стороны проксимальной фаланги и тянется до основания средней фаланги. Сложные сухожильные крепления разгибателя соединяют суставы PIP и DIP и заставляют оба сустава вращаться как механизм с одной степенью свободы, когда FDP активен, вместе с тугими центральными и боковыми связками [35–37]. Подробное описание принципа связи можно найти в литературе [35,38]. Специфическая структура разгибания разгибателей обеспечивает лучшую координацию движений суставов PIP и DIP на каждом пальце.Кроме того, сгибательные движения суставов PIP и DIP для каждого пальца происходят от одних и тех же мышц, FDP и FDS, которые являются двумя внешними мышцами-сгибателями (S3, рис.). Примерно на полпути вниз по предплечью и FDP, и FDS мышцы сужаются, образуя четыре отдельных сухожилия, которые переходят к соответствующим пальцам. Эти же мышцы соединяют четыре пальца и выполняют скоординированные движения суставов DIP или суставов PIP четырех пальцев. В сочетании со структурой разгибания разгибателей эти анатомические структуры приводят к лучшей координации взаимоотношений между всеми суставами PIP и DIP четырех пальцев.

Согласованные характеристики суставов четырех пальцев также предполагают, что движения суставов MCP имеют существенное отличие от суставов PIP и DIP. Сгибание в суставе MCP вызывается в первую очередь поясничными мышцами, которым помогают сухожилия FDP и FDS, а также межкостные мышцы. За исключением тех же мышц для суставов PIP и DIP, таких как мышцы FDP и FDS, определенные поясничные мышцы для суставов MCP увеличивают разнообразие движений и приводят к относительной независимости суставов MCP по сравнению с суставами PIP и DIP. из четырех пальцев.Кроме того, внутренние мышцы поясничных и межкостных мышц оказывают определенное воздействие на движения четырех пальцев. Эти внутренние мышцы проходят вдоль пальца и вставляются в разгибатель разгибателя рядом с суставом MCP (S5, рис.). С одной стороны, из-за того, что сухожилие пересекает ладонную сторону сустава MCP, натяжение межкостных и поясничных мышц вызывает сгибательное движение сустава MCP. С другой стороны, поскольку эти мышцы присоединяются к разгибателю разгибателя, который пересекает тыльную сторону пальца, натяжение межкостных и поясничных мышц также приводит к разгибанию суставов PIP и DIP.Направление движения сухожилия показано красными стрелками на рис. S5A. Структурные особенности этих внутренних мышц, которые способствуют как сгибанию сустава MCP, так и разгибанию суставов PIP и DIP одновременно, еще больше увеличивают движение. разница между соединениями MCP и IP (PIP и DIP) при выполнении различных задач.

Характеристики скоординированного движения между пальцами указывают на то, что движения суставов указательного пальца отличаются от движений других пальцев.Четыре пальца соединены мышцей FDP. Он заканчивается четырьмя сухожилиями, чтобы скоординированно сгибать четыре пальца, но часть, которая воздействует на указательный палец, обычно отличается. FDP имеет группу мышц, общую для среднего, безымянного и мизинца (S3 Рис.), А мышечные животы и сухожилия этих пальцев в некоторой степени связаны между собой ареолярной тканью и сухожильными накладками [39,40]. Сухожилие указательного пальца часто имеет собственный живот и заметно отделено от других пальцев на всем протяжении от живота мышцы до ладони [41,42].Заметное отделение мускулов живота и сухожилия указательного пальца от других пальцев может отвечать за специализацию независимых функций указательного пальца, в то время как остальные три пальца работают вместе.

Характеристики движения между суставами PIP и DIP среднего, безымянного и мизинца показывают, что суставы PIP этих пальцев более скоординированы. Если рассматривать один палец, движения суставов PIP и DIP лучше координируются при выполнении различных задач.Наиболее интуитивно понятное решение для удовлетворения этой характеристики состоит в том, что два сустава соединены механизмом и непосредственно приводятся в действие мышцами. Фактически, у каждого пальца руки человека есть две разные мышцы, которые управляют двумя суставами по отдельности. Более согласованные отношения гарантируются особой структурой разгибателя. Преимущество такой конструкции состоит в том, что она дает возможность независимого движения DIP-суставу, помимо одновременного движения с PIP-суставом. Например, DIP-сустав все еще может двигаться, чтобы адаптироваться к объекту неправильной формы, когда средняя фаланга коснулась объекта во время силового захвата.Конструкция приводного механизма обеспечивает DIP-суставы пальцев более независимым движением, чтобы улучшить адаптированные возможности человеческой руки, в то время как суставы PIP остаются более скоординированными связями.

Таким образом, все характеристики скоординированных движений для различных задач захвата могут быть обнаружены с четкими соответствующими свидетельствами из мышечно-суставной соединительной архитектуры человеческой руки. Эти характеристики скоординированного движения отражают основные функциональные требования для ловкого выполнения различных задач.И именно таким функциональным требованиям отвечает мышечно-суставная соединительная архитектура руки человека. Это говорит о том, что человеческой руке не нужно управлять каждым суставом независимо. Если бы не было такой биомеханической архитектуры, такой как отдельное соединение каждого сустава от одной мышцы, это значительно увеличило бы вычислительную нагрузку на ЦНС, чтобы восполнить потерю биомеханической архитектуры. Таким образом, архитектура является биомеханической основой ловких движений, которые наделяют человеческую руку удивительной способностью комфортно выполнять множество повседневных задач.В заключение, наше исследование может улучшить понимание человеческой руки и подтвердить, что механическая архитектура является правильной конструкцией Создателя для ловкого выполнения многочисленных функций после эволюционного ремоделирования руки предков в течение миллионов лет. Более того, функциональные объяснения механической архитектуры мышечно-суставного соединения руки человека также могут помочь в разработке многофункциональных рук-роботов, спроектировав их с аналогичной базовой архитектурой.

Дополнительная информация

S2 Рис. Дендрограмма кластеризации суставов внутри женской (A) и мужской (B) популяций по отдельности.

Это графически показывает сеть взаимосвязанных движений суставов руки человека. Узлы нижних ветвей дерева указывают на более согласованные отношения между суставами под двумя ветвями. Значения кластеризации отмечены * (p <0,05), ** (p <0,01) и *** (p <0,001) под узлами.Несмотря на некоторые различия узлов кластеризации между субъектами женского и мужского пола, значимые узлы кластеризации у них одинаковы.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0146193.s002

(TIF)

S4 Рис. Руки человека и обезьяны.

(А) человеческая рука. (B) рука варварской обезьяны. Эту иллюстрацию руки человека можно рассматривать как часть руки на рис. S3, покрывающую кожу на поверхности пальцев. Мышца FDP в руке обезьяны разделяет пять длинных сухожилий, каждое из которых прикрепляет по одной пальце.По сравнению с рукой обезьяны, человеческая рука имеет особую мышцу FPL, которая действует на большой палец. Изображение адаптировано из библиотеки научных фотографий с разрешения.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0146193.s004

(TIF)

S5 Рис. Анатомия пальца правой руки.

(A) Радиальный вид пальца. (B) Вид сверху. Черные стрелки указывают на растяжение сухожилия длинного разгибателя; красные стрелки указывают на натяжение межкостных и поясничных мышц; точками обозначены оси вращения суставов (изображение адаптировано из Netter Image, 2014, с разрешения).

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0146193.s005

(TIF)

Благодарности

Мы благодарим г-на Ди Ху за сбор данных.

Вклад авторов

Задумал и спроектировал эксперименты: MJL CHX. Проведены эксперименты: MJL LX. Проанализированы данные: LX. Предоставленные реагенты / материалы / инструменты для анализа: MJL CHX XLH. Написал статью: MJL CHX.

Ссылки

1. 1. ван Дуинен Х., Гандевиа СК.Ограничения для управления рукой человека. J Physiol. 2011. 589 (23): 5583–93.
2. 2. Soechting JF, Flanders M. Гибкость и повторяемость движений пальцев во время набора текста: анализ нескольких степеней свободы. J Comput Neurosci. 1997. 4 (1): 29–46. pmid:

   50

3. 3. Häger-Ross C, Schieber MH. Количественная оценка независимости движений пальцев человека: сравнение цифр, рук и частот движений. J Neurosci. 2000. 20 (22): 8542–50. pmid: 11069962
4. 4.Сантелло М, Фландрия М, Зоечтинг Дж. Ф. Постуральная синергия рук для использования инструментов. J Neurosci. 1998. 18 (23): 10105–15. pmid: 9822764
5. 5. Чен ВБ, Сюн СН, Юэ С.Г. Механическая реализация кинематической синергии для создания непрерывного хватания антропоморфной руки. IEEE ASME Trans Mechatron. 2015; 20 (3): 1249–63.
6. 6. Ли К., Натарадж Р., Марквардт Т.Л., Ли З.М. Направленная координация усилий большого пальца и пальца при точном ущемлении. PLoS ONE. 2013; 8 (11): e79400.pmid: 24236128
7. 7. Шибер М. Х., Сантелло М. Функция руки: периферийные и центральные ограничения производительности. J Appl Physiol. 2004. 96 (6): 2293–300. pmid: 15133016
8. 8. Инман М. Создание рук Джайв: Как тело управляет координацией рук. PLoS Biol. 2006; 4 (6): e196. pmid: 20076591
9. 9. Кастиэльо У. Неврология схватывания. Nat Rev Neurosci. 2005. 6 (9): 726–36. pmid: 16100518
10. 10. Сантелло М., Бод-Бови Дж., Йорнтелл Х.Нейронные основы синергии рук. Front Comput Neurosci. 2013; 7.
11. 11. Braido P, Zhang X. Количественный анализ координации движений пальцев при манипуляциях руками и жестах. Hum Mov Sci. 2004. 22 (6): 661–78. pmid: 15063047
12. 12. Чен ВБ, Сюн СН, Хуан XL, Сунь Р.Л., Сюн Ю.Л. Кинематический анализ и оценка ловкости верхних конечностей в повседневной деятельности. Поза походки. 2010. 32 (4): 475–81. pmid: 20692160
13. 13. Инграм Дж. Н., Кёрдинг К. П., Ховард И. С., Вольперт Д. М..Статистика естественных движений рук. Exp Brain Res. 2008. 188 (2): 223–36. pmid: 18369608
14. 14. Мейсон ЧР, Гомес Дж. Э., Эбнер Т. Дж. Синергия рук во время досягаемости. J Neurophysiol. 2001. 86 (6): 2896–910. pmid: 11731546
15. 15. d’Avella A, Portone A, Fernandez L, Lacquaniti F. Контроль быстрых движений с помощью комбинаций мышечной синергии. J Neurosci. 2006. 26 (30): 7791–810. pmid: 16870725
16. 16. Сантелло М, Фландрия М, Зоечтинг Дж. Ф.Модели движения рук во время схватывания и влияние сенсорных указаний. J Neurosci. 2002. 22 (4): 1426–35. pmid: 11850469
17. 17. Xiong CH, Ding H, Xiong YL. Основы роботизированного захвата и крепления: мировой научный; 2007.
18. 18. Xiong CH, Li YF, Ding H, Xiong YL. О динамической устойчивости схватывания. Int J Rob Res. 1999. 18 (9): 951–8.
19. 19. Каткоски MR. На выбор хватки, модели хватки и дизайн рук для производственных задач.IEEE Trans Rob Autom. 1989. 5 (3): 269–79.
20. 20. Napier JR. Цепочные движения человеческой руки. J Bone Joint Surg. 1956. 38 (4): 902–13.
21. 21. Клацки Р.Л., Макклоски Б., Доэрти С., Пеллегрино Дж., Смит Т. Знания о формировании рук и знания об объектах. J Mot Behav. 1987. 19 (2): 187–213. pmid: 14988058
22. 22. Эдвардс С.Дж., Бакленд Д.Д., Маккой-Паулен Дж. Развивающие и функциональные захваты для рук: Slack Incorporated; 2002.
23. 23.Feix T, Pawlik R, Schmiedmayer H-B, Romero J, Kragic D, редакторы. Исчерпывающая таксономия. Робототехника, наука и системы: семинар по пониманию человеческой руки для совершенствования манипуляций с роботами; 2009.
24. 24. Oldfield RC. Оценка и анализ руки: Эдинбургская инвентаризация. Нейропсихология. 1971; 9 (1): 97–113. pmid: 5146491
25. 25. Чанг Л. Ю., Мацуока Ю., редакторы. Кинематическая модель большого пальца руки ACT. Международная конференция по робототехнике и автоматизации; 2006 15–19 мая 2006: IEEE.
26. 26. Джоллифф И. Анализ основных компонентов: онлайн-библиотека Wiley; 2005.
27. 27. Джонсон Р.А., Уичерн Д.В.. Прикладной многомерный статистический анализ. Джонсон Р.А., Уичерн Д.В., редакторы: Прентис-Холл, Инк .; 2007.
28. 28. Холм С. Простая процедура последовательного множественного отбора. Scand Stat. 1979; 6 (2): 65–70.
29. 29. Marzke MW, Marzke RF. Эволюция руки человека: подходы к сбору, анализу и интерпретации анатомических свидетельств.J Anat. 2000. 197 (1): 121–40.
30. 30. Диого Р., Ричмонд Б.Г., Вуд Б. Эволюция и гомология мышц рук и предплечий приматов и современных людей, с примечаниями о движениях большого пальца и использовании инструментов. J Hum Evol. 2012; 63 (1): 64–78. pmid: 22640954
31. 31. Диого Р., Вуд Б.А. Сравнительная анатомия и филогения мышц приматов и эволюция человека: CRC Press; 2012.
32. 32. Palastanga N, Field D, Soames R. Анатомия и движение человека: структура и функции: Elsevier Health Sciences; 2006 г.
33. 33. Фок К.С., Чжоу С.М. Разработка биомеханической модели пальца и ее рассмотрение. J Biomech. 2010. 43 (4): 701–13. pmid: 19962148
34. 34. Гарсиа-Элиас М., Ан К.Н., Берглунд Л., Линшайд Р.Л., Куни В.П. III, Чао ЭЙС. Разгибательный механизм пальцев. I. Количественное геометрическое исследование. J Hand Surg. 1991. 16 (6): 1130–6.
35. 35. Бюхнер Х. Дж., Хайнс М. Дж., Хемами Х. Динамическая модель межфаланговой координации пальцев. J Biomech. 1988. 21 (6): 459–68.pmid: 3209591
36. 36. Брук Н., Мизрахи Дж., Шохам М., Даян Дж. Биомеханическая модель динамики указательного пальца. Med Eng Phys. 1995. 17 (1): 54–63. pmid: 7704345
37. 37. Ландсмер Дж. Координация движений пальцев и суставов. J Bone Joint Surg. 1963. 45 (8): 1654–62.
38. 38. Leijnse JNAL, Spoor CW. Обратный инжиниринг морфологии аппарата-разгибателя пальца на основе измеренных траекторий углов межфалангового сустава — типовая 2D кинематическая модель.J Biomech. 2012. 45 (3): 569–78. pmid: 22134183
39. 39. Стендринг С., Эллис Х., Хили Дж., Джонсон Д., Уильямс А., Коллинз П. и др. Анатомия Грея: анатомические основы клинической практики: Elsevier; 2005.
40. 40. Дойл-младший, Ботте MJ. Хирургическая анатомия кисти и верхней конечности: Lippincott Williams & Wilkins; 2003.
41. 41. Кале В., Фротчер М. Цветовой атлас анатомии человека: Тим; 2003.
42. 42. Грей Х. Анатомия человеческого тела: Леа и Фебигер; 1918 г.

Крошечные мышцы, похожие на ящерицу, обнаруженные в развивающихся эмбрионах, исчезают до рождения

Ученые обнаружили, что в утробе матери у развивающихся людей появляются дополнительные мускулы на руках и ногах, которые впоследствии бесследно исчезают.

Временные ткани, как выяснили исследователи, могут быть останками наших эволюционных предков.

Загадочные мышц можно найти у животных с конечностями с более ловкими пальцами, чем у нас, объяснил соавтор исследования Руи Диого, эволюционный биолог и палеобиолог гоминидов из Университета Говарда в Вашингтоне, округ Колумбия.C. Многие мышцы появляются у ящериц, у которых фантастически извивающиеся пальцы ног, в то время как некоторые из них появляются у млекопитающих, таких как шимпанзе, известных своими гибкими ногами. Однако, согласно небольшому исследованию, опубликованному 1 октября в журнале Development , у людей ткани либо сливаются с другими мышцами, либо сокращаются до нуля до рождения.

Связано: 11 удивительных фактов о скелетной системе

Авторы предполагают, что некоторые из временных мышц, возможно, исчезли у наших взрослых предков более 250 миллионов лет назад, когда млекопитающие начали эволюционировать от рептилий, подобных млекопитающим.Однако, учитывая небольшой размер выборки исследования, еще предстоит выяснить, присутствуют ли эти мышцы у всех человеческих эмбрионов и что это может значить для истории эволюции человека.

«Для меня главным [выводом] является идея о том, что у нас есть лишние мышцы, которые просто преходящие, а потом они исчезают», — сказал Ален Шедоталь, нейробиолог и биолог развития из Университета Пьера и Марии Кюри в Париже. кто не участвовал в работе. Чедоталь подчеркнул, что исследование необходимо повторить в более крупном масштабе, прежде чем можно будет сделать какие-либо «большие выводы», но предварительные результаты ставят интересные вопросы о пренатальном развитии .

Мышцы «присутствовали [в развивающихся эмбрионах], а потом их не было, но между ними есть кое-что, что неизвестно», — сказал он. «Что вызывает это исчезновение мускулов?»

Заглядывать под кожу

Хотя Чедоталь не участвовал в текущем исследовании, данные его лаборатории послужили основой для исследования развития мышц плода. В 2017 году Чедоталь и его коллеги опубликовали коллекцию из подробных 3D-снимков человеческих эмбрионов и эмбрионов и плодов, подобных которым раньше не видели.Команда использовала технику, называемую «иммуноокрашивание целиком», чтобы сделать кожу образцов прозрачной и выделить определенные виды клеток в ткани. Используя антитела , которые прикрепляются к миозину, белку, обнаруженному только в мышцах , исследователи запечатлели различные стадии развития мышц человека в высоком разрешении.

Как анатом, Диого умел замечать необычные мышцы, скрывающиеся на изображениях рук и ступней плода , сказал Чедоталь.Диого извлек 13 трехмерных изображений из базы данных эмбриональных изображений, представляющих эмбрионы и плоды в возрасте примерно от 7 до 13 недель гестации. Его команда обнаружила, что примерно на 7 неделе беременности у человеческих плодов есть руки и ноги, каждая из которых содержит около 30 мышц, но через шесть недель их число сокращается до 20.

Например, мышца руки, известная как «contrahens 5», соединяется с мизинцем и тянет палец вниз и к средней линии руки. Мышцы появляются у взрослых обезьян и развивающихся эмбрионов человека, но исследователи заметили, что примерно на 10 неделе беременности ткань начинает разрушаться и полностью распадается до 11 недели.В стопах мышцы, которые лежат между плюсневыми костями стопы и стягивают пальцы ног вместе, полностью формируются, а затем разрушаются к 9-й неделе.

Хотя некоторые мышцы, казалось, деградировали или сливались с другими мышцами уже на 7-й неделе, некоторые сохранялись до 11 недели, что «поразительно поздно для атавизмов развития», — сказал Диого в заявлении .

«Это мышцы, которые, как мы знаем, были у наших предков … и они все еще там», — сказал Диого о временных структурах.Мышечные остатки известны как атавизмы — анатомических структур , которые были потеряны у некоторых организмов, но могли появиться во время эмбрионального развития или у взрослых как разновидности или аномалии.

Хотя люди обычно теряют одну треть своих атавистических мышц конечностей до рождения, согласно исследованию, в редких случаях одна или две мышцы сохраняются во время обрезки и остаются в зрелом возрасте, сказал Диого. Затяжные мышцы часто остаются незамеченными, не вызывая проблем и не наделяя своих владельцев очень проворными пальцами, но, по-видимому, значительно чаще встречаются у людей с задержкой в ​​развитии, например, с синдромом Дауна или синдромом Эдвардса.Авторы предполагают, что люди с большей вероятностью сохранят атавистические мышцы, когда они испытывают задержку или задержку развития в утробе матери.

«Исследование представляет собой« первый точный атлас »эмбрионального развития конечностей у человека», — сообщила Live Science по электронной почте Дельфин Дюпре, биолог развития из Института биологии Париж-Сена. Однако она добавила, что результаты еще предстоит проверить, и их может быть трудно подтвердить, учитывая, что «по-прежнему трудно изучить развитие мышц у человеческих эмбрионов по сравнению с моделями на животных».»

В надежде облегчить исследования эмбрионов, Чедоталь и его сотрудники продолжают создавать свою базу данных изображений. Теперь они могут помечать до восьми типов тканей разными антителами одновременно, что означает, что они могут показать, как проходят артерии, нервы и мышцы взаимодействуют на раннем этапе развития человека. Мышцы должны быть подключены к нервам и хорошо снабжаться кровью, чтобы выжить, поэтому подробные данные могут позволить ученым, таким как Диого, точно собрать воедино, когда, почему и как мышцы исчезают в утробе матери. он сказал.

Растущая база данных, которая уже доступна для публичного использования , в конечном итоге будет адаптирована так, чтобы она была совместима с виртуальной реальностью и другими платформами, которые позволяют пользователям взаимодействовать с трехмерными изображениями, добавил Чедоталь. Он надеется, что база данных окажется полезной для всех, от известных исследователей до студентов-медиков, которые до сих пор изучали развитие плода с помощью иллюстраций в учебниках, созданных несколько десятилетий назад, сказал он.

Диого планирует использовать изображения из базы данных, чтобы изучить, как голова, артерии и нервы человека развиваются в утробе матери.Помимо раскрытия новых подробностей истории эволюции человека, Диого сказал, что он стремится помочь медицинским работникам точно предсказать, что скрывается под кожей их пациентов. Он предположил, что если бы исследователи могли предсказать, какие анатомические вариации могут присутствовать у конкретного пациента, врачи могли бы лучше подготовиться к операции и в целом оказать более качественную помощь.

Первоначально опубликовано на Live Science .

Хотите больше науки? Вы можете получить 5 выпусков журнала «Как это работает» нашего партнера за $ 5 , в которых вы найдете последние удивительные новости науки. (Изображение предоставлено Future plc)

Анатомия руки | Блог HealthEngine

Кисть состоит из запястья, ладони и пальцев. Движения руки контролируются мышцами предплечья (внешние мышцы), а также мышцами самой руки (внутренние мышцы).

Анатомические термины, описывающие движение

Движения руки (и других структур тела) обычно описываются в анатомических терминах.К ним относятся:

• Сгибание — изгибающее движение, уменьшающее угол между двумя частями. Например. Вы сгибаете пальцы, когда сжимаете кулак.
• Расширение — выпрямляющее движение, увеличивающее угол между двумя частями. Например. Вытянуть пальцы. Сгибание и разгибание противоположны друг другу.
• Похищение — движение, при котором структура отрывается от среднего пальца. Например. Разводя пальцы.
• Приведение — движение, которое приводит структуру к среднему пальцу.Например. Сложив пальцы вместе.

Кости кисти

Скелет кисти можно разделить на три части: запястье (запястье), пясть (ладонь) и фаланги (кости пальцев).

Запястье

«Настоящее запястье» находится на проксимальной части кисти и состоит из восьми маленьких костей, известных как запястные кости, которые связаны между собой связками. Согласно этому определению, часть руки, которую мы используем для ношения наручных часов, на самом деле не является частью запястья, а фактически является нижней частью предплечья.Кости запястья скользят друг относительно друга, что делает запястье в целом довольно гибким. Кости лежат в два неправильных ряда, по четыре кости в каждом ряду. Кости в одном ряду называются ладьевидной, полулунной, трехгранной и гороховидной. Ладьевидная и полулунная кость соприкасаются с лучевой костью (костью предплечья), образуя лучезапястный сустав. Трапеция, трапеция, capitates и hamate — это кости, составляющие второй ряд.

Пальма

Ладонь образована пятью пястными костями, отходящими от запястья.Эти кости пронумерованы от 1 до 5 от большого пальца до мизинца. Кости запястья соприкасаются с основанием пястных костей. Кроме того, пястные кости соприкасаются друг с другом по бокам. Их выпуклые головы соприкасаются с нижними костями пальцев. Эти головы можно рассматривать как суставы пальцев, когда кулак сжат.

Пястная кость, связанная с большим пальцем, 1 пястная кость, самая короткая и подвижная. Между пястной костью 1 и частью запястья имеется специальный сустав, называемый седловидным суставом.Это позволяет большим пальцем касаться кончиков пальцев — действие, известное как противодействие.

Пальцы

Пальцы верхней конечности, пальцы, пронумерованы от 1 до 5, начиная с большого пальца (также известного как палец). Фаланги относятся к миниатюрным длинным костям пальцев. Кроме большого пальца, каждый палец имеет три фаланги — дистальную (кость на кончике пальца), среднюю и проксимальную (кость у основания пальца) фаланги. У большого пальца нет средней фаланги, всего по 14 фаланг в каждой руке.

Запишитесь на прием к врачу онлайн

Найдите и сразу же запишитесь на следующий визит к врачу с помощью HealthEngine

Найдите практикующих врачей

Мышцы предплечья, влияющие на кисть

Есть несколько мышц предплечья, которые воздействуют на руку. Большая часть этих мышц образует мясистую округлость предплечья с сухожилиями, доходящими до запястья и кисти. Большая часть сухожилий проходит под поперечной связкой запястья, которая расположена на нижней стороне запястья, и дорсальной связкой запястья, которая расположена на другой стороне.Это предотвращает вставание сухожилий при сокращении мышц. Плотное пространство между костями запястья и поперечной связкой запястья известно как запястный канал. Сухожилия, проходящие через этот туннель, заключены в оболочки, что позволяет им легко скользить вперед и назад. Однако повторяющиеся движения в этой области делают ее очень уязвимой в виде синдрома запястного канала.

Несколько мышц предплечья берут начало в плечевой кости (верхняя кость руки).В результате они пересекают локтевой сустав и, следовательно, слабо способствуют сгибанию и разгибанию локтя. Однако это действие относительно незначительно, и их действия сосредоточены на запястье и пальцах.

Мышцы предплечья разделены на два отдела, известные как переднее и заднее сравнение. Эти отсеки затем подразделяются на еще два слоя, известные как поверхностный и глубокий слои. Сгибатели плечевой кости в основном расположены в переднем отделе.Сухожилие, называемое длинной ладонной мышью, проходит через поперечную связку запястья в нижнем конце плечевой кости около запястья, а другие сухожилия проходят под ним. При пальпации запястья можно обнаружить два выступающих сухожилия, принадлежащих длинной ладонной мышце и лучевому сгибателю запястья. Радиальный сгибатель запястья является важной с клинической точки зрения мышцей, поскольку он обычно используется в качестве ориентира для определения местоположения лучевой артерии, где обычно измеряется пульс.

Мышцы кисти

Мышцы в самой руке помогают двигать пальцами и пястными костями, позволяя точно контролировать точные движения, такие как продевание нити в иглу, в то время как более мощные движения контролируются мышцами предплечья.

Мышцы ладони

В ладони мышцы можно разделить на три группы:

1. Тенарское преосвященство
2. Гипотенар возвышение
3. Мидпалм

Тенарное возвышение и гипотанарное возвышение относятся к подушечкам большого и мизинца соответственно. Мышцы в группе тенара и гипотенара почти зеркально отражают друг друга. Каждая группа содержит небольшой сгибатель, отводящую и оппонентную мышцу. В группе средней ладони есть мышцы, называемые поясничными и межкостными, которые помогают разгибать пальцы.

Мышцы тенара

Тенар — это мышцы, расположенные на подушечке большого пальца. Их:

Гипотенарные мышцы

Мышцы гипотенара на подушечке мизинца:

Средние мышцы бедра

Средняя часть ладонной мышцы:

• Lumbricals, которые представляют собой четыре червеобразных мышцы, которые сгибают пальцы в пястно-фаланговых суставах и разгибают их в межфаланговых суставах.
• Palmer interossei — это три мышцы, участвующие в приведении пальцев.
• Dorsal interossei — это четыре мышцы, которые позволяют отводить пальцы.

Мышцы большого пальца

Движения большого пальца происходят в суставе, называемом запястно-пястным суставом, а также в двух суставах, затрагивающих фалангу. В запястно-пястном суставе разрешенные движения включают:

1. Сгибание / разгибание
2. Отведение / отведение
3. Оппозиция / репозиция

Во время оппозиции пястная кость перемещается по направлению к средней линии кисти, позволяя дистальной фаланге большого пальца соприкасаться с дистальными фалангами других пальцев.В запястно-пястном суставе имеется оппозиция большого пальца руки и репозиция (противоположность оппозиции) длинного сгибателя большого пальца и короткого сгибателя большого пальца.

Большой палец обеспечивает огромную гибкость руки. Длина мускулов большого пальца и большого пальца в целом обеспечивает большую гибкость при использовании большого пальца вместе с другими пальцами, особенно из-за его способности противодействовать.

Мышцы пальцев рук

Движения остальных пальцев руки являются результатом взаимодействия нескольких групп мышц.Каждый палец состоит из трех суставов:

1. Пястно-фаланговый сустав (МП), также известный как суставной сустав, между пястными и нижними фалангами
2. Проксимальный межфаланговый сустав (PIP) между нижней и средней фалангами
3. Дистальный межфаланговый сустав (ДИП) между средней и самой верхней фалангами

Шарнир MP позволяет движения вперед / назад, круговые движения, а также движения пальцев из стороны в сторону. Проксимальный межфаланговый сустав (PIP) и дистальный межфаланговый сустав (DIP) допускают движения только вперед / назад.

В суставе MP есть семь мышц между костями и четыре других мышцы, которые действуют как сгибатели. Отдельная мышца, называемая разгибателем пальцев, действует как разгибатель.

В суставе PIP две мышцы помогают сгибать пальцы. Они называются поверхностным сгибателем пальцев и глубоким сгибателем пальцев.

Сгибатель DIP-сустава — глубокий сгибатель пальцев. Разгибатели как PIP, так и DIP-суставов — это мышцы между костями и внутренними мышцами руки.

Список литературы

1. Мариеб Э.Н., Хоэн К. Анатомия и физиология. 3-е изд. Сан-Франциско: Пирсон Бенджамин Камминс 2008.

2. Саладин К.С. Анатомия и физиология — единство формы и функции. 3-е изд. Нью-Йорк: McGraw-Hill 2004.

   .

3. Роджерс А.В. Учебник анатомии. Эдинбург; Нью-Йорк: Churchhill Livingstone 1992.

Искусственные мышцы на руке человека

Искусственные мышцы на руке человека

03.07.05

Шесть лет назад ученый из Лаборатории реактивного движения НАСА в г. Пасадена, штат Калифорния, поставила уникальную задачу: построить роботизированную руку. используя искусственные мышцы, которые могли бы бороться с человеком. В результаты этого вызова будут определены сегодня, когда три такие роботы-манипуляторы «выйдут на ринг», чтобы соревноваться с 17- годовалый ученик средней школы. Конечная цель — победить самый сильный человек на Земле.

Изображение справа: Концепция художника, иллюстрирующая электроактивные полимеры, получившие прозвище «искусственные мышцы».Изображение предоставлено НАСА / Лаборатория реактивного движения.

Когда он бросил вызов, доктор Йозеф Бар-Коэн, физик из JPL, хотела дать толчок исследованиям в области электроактивных полимеров, а также известные как искусственные мышцы. Он не ожидал увидеть вызов отработал минимум пару десятков лет. «Учитывая технологию у нас было в 1999 году, я думал, что пройдет не менее 20 лет, прежде чем мы «, — сказал Бар-Коэн, которого называли» искусственным Мускулистый мужчина.»

Но он ошибался, и сегодняшнее событие — большой шаг вперед в разработка и тестирование этих технологий.Если робот рука побеждает, это откроет двери для многих инженерных технологий в медицина, военная оборона и даже развлечения. «Ты должен спросить движет ли научная фантастика реальность, или реальность движет наукой фантастика, — сказал Бар-Коэн.

Три искусственных руки и их команды прибывают со всего Мир. Исследователи из Нью-Мексико и Швейцарии создали оружие производства пластиков и полимеров. Группа студентов Технологического института Вирджинии Университет в Блэксбурге, штат Вирджиния, также проверит свою руку изобретение из гелевых волокон и электрохимических ячеек.

Соревнования по армрестлингу — одно из самых ярких событий Конференция «Электроактивные полимеры и устройства» состоится 7-10 марта, г. в курортном и конференц-центре Town and Country в Сан-Диего. Соревнования по армрестлингу 7 марта с 17:00 до 18:00 в г. комната Town & Country в конференц-центре. Конференция и соревнования являются частью Smart Structures and Materials симпозиум, спонсируемый Международным обществом оптических Инженерное дело.

Панна Фелсен, выпускник средней школы Ла Коста Каньон в Сан-Диего кто участвовал в студенческих олимпиадах по робототехнике, постарается заставьте роботизированные руки пристегнуться во время соревнования.»Я действительно рад быть человеческим противником, но у меня нет планов делать это — сказал Фельзен. быть честным испытанием на прочность «.

После конкурса восемь организаций продемонстрируют другие приложения с использованием искусственных мышц, в том числе головы андроида который производит и реагирует на выражения лица, биологически вдохновленные роботизированные механизмы и окна, меняющие цвет в электронном виде.

Электроактивные полимеры представляют собой простые, легкие полоски высокой гибкий пластик, который сгибается или растягивается при контакте с химикаты или электричество.Они тихие и небьющиеся и могут использоваться для имитации движений мышц человека.

Небольшая группа ученых из Лаборатории реактивного движения в сотрудничестве с исследователями центров по всему миру, работают над превращением этих пластиковых полос в захваты и веревки, которые могут захватывать и поднимать грузы. Инженеры JPL также надеются построить вездеход на ногах с искусственными мышцы. Робот сможет ходить, а не кататься колеса на планетарных поверхностях. «Я надеюсь увидеть, как марсоход бежит как лошадь на Марсе и взбираться на крутые горы, как обезьяна, позволяя нам для достижения расстояний и высот, которые невозможны с колесным роверы «, — сказал Бар-Коэн, который в прошлом председательствовал на конференции. шесть лет.Во время конференции он получит Smart 2005 года. Награда за достижения в области материалов и конструкций.

Для получения дополнительной информации о конкурсе в Интернете посетите: http://ndeaa.jpl.nasa.gov/nasa-nde/lommas/eap/EAP-armwrestling.htm.

Для получения дополнительной информации о конференции в Интернете посетите: http://spie.org/Conferences/Programs/05/ss/conferences/index.cfm?fu seaction = 5759.

Для получения дополнительной информации об электроактивных полимерах в Интернете, визит: http: // eap.jpl.nasa.gov

Натали Годвин (818) 354-0850
Лаборатория реактивного движения, Пасадена, Калифорния

2005-035

5 Распространенные заболевания рук и их лечение

Хотя кости, мышцы, сухожилия и связки руки маленькие, последствия травм и заболеваний кисти могут быть значительными. К счастью, есть врачи-ортопеды, специализирующиеся на заболеваниях рук и верхних конечностей. Существует длинный список травм и состояний, поражающих руки, но мы рассмотрим только пять наиболее распространенных заболеваний рук, а также способы их лечения.

1. Синдром запястного канала

Одно из самых распространенных заболеваний — синдром запястного канала. Это состояние вызывает боль, онемение и покалывание в руке и руке. По мнению Американского общества хирургии кисти, синдром запястного канала — это, по сути, защемление нерва в запястье.

Синдром запястного канала может быть вызван сочетанием различных факторов, которые могут увеличивать давление на срединный нерв и сужать канал запястья:

• Многократное использование рук
• Длительное чрезмерное сгибание или разгибание кисти и запястья
• Наследственность
• Ожирение
• Секс (чаще встречается у женщин)
• Возраст
• Беременность
• Заболевания, такие как диабет, ревматоидный артрит и заболевание щитовидной железы

Запястный канал обычно со временем ухудшается, поэтому важны ранняя диагностика и лечение.

Если диагностировать и лечить канал запястья на ранней стадии, пациенты часто видят результаты нехирургического лечения, в том числе:

• Распорка или шинирование
• Изменения активности
• Упражнения на нервное скольжение
• Инъекции стероидов

Если требуется хирургическое вмешательство, освобождение канала запястья может быть выполнено открытым или эндоскопическим способом.

2. Артрит

Артрит — еще одно из наиболее распространенных заболеваний рук.По данным Центров по контролю и профилактике заболеваний (CDC), около 54,4 миллиона взрослых в США ежегодно диагностируются врачом с той или иной формой артрита, ревматоидного артрита, подагры, волчанки или фибромиалгии. Артрит — это воспаление одного или нескольких суставов. Есть много разных типов артрита с разными причинами. Два распространенных типа артрита, которые поражают суставы кисти и запястья, — это остеоартрит и ревматоидный артрит.

Остеоартрит часто называют «изнашивающимся артритом». Он возникает из-за износа суставных хрящей со временем.Ревматоидный артрит — это хроническое заболевание, которое вызывает опухание слизистой оболочки суставов, часто начинающееся с кистей или стоп.

Основным признаком артрита является боль в суставах. Боль при артрите сначала часто описывается как тупая или жгучая, а со временем усиливается. Нехирургические методы лечения включают противовоспалительные препараты для уменьшения боли, инъекции и наложение шин. Для снятия боли и сохранения суставов может потребоваться хирургическое вмешательство. Если соединение не подлежит ремонту и консервации, возможна замена соединения.

3. Спусковой палец

Также называемый стенозирующим теносиновитом, триггерный палец — это состояние, при котором один из ваших пальцев кажется защемленным или цепляющимся, когда вы пытаетесь его согнуть. Состояние вызывает боль и жесткость пораженных пальцев. Спусковой палец чаще всего поражает безымянный и большой пальцы, но может поражать и другие пальцы. Триггерный палец вызван воспалением оболочки, окружающей сухожилие пальца.

Спусковой палец может образоваться после сильного нажатия рукой, но точная причина неизвестна.Люди с диабетом и ревматоидным артритом подвержены более высокому риску развития триггерного пальца. Существуют варианты нехирургического лечения, включая отдых, наложение шин, специальные упражнения, обезболивающие и инъекции стероидов. Хирургическое лечение спускового крючка называется «тенолизом» или «отпусканием спускового пальца».

4. Болезнь Дюпюитрена

Между кожей и мышцами ваших ладоней и пальцев находится слой ткани. Эта ткань называется фасцией. При болезни Дюпюитрена фасция со временем утолщается и стягивается.Это приводит к тому, что пальцы подтягиваются к ладони, что называется контрактурой Дюпюитрена.

Причина болезни Дюпюитрена неизвестна, и нет никаких доказательств того, что она связана с травмами рук, повторяющимися движениями или чрезмерным использованием. Если контрактура ограничивает функцию руки, специалист по кистям рук может провести операцию по удалению пораженной ткани. Нехирургические методы лечения включают инъекции стероидов, инъекции ферментов и процедуру, называемую иглой.

5. Кисты ганглиозов

Ганглиозные кисты — это доброкачественные (доброкачественные) образования, которые развиваются вдоль сухожилий и суставов кистей и запястий.Кисты ганглиев имеют размер от горошины до дюйма в диаметре. Эти кисты становятся болезненными, когда они давят на нерв в руке. В зависимости от расположения кист они могут вызывать затруднения при движении в суставах.

Иммобилизация пораженной руки или запястья с помощью фиксатора или шины может позволить кисте сморщиться и облегчить боль. Другая процедура, называемая аспирацией, используется для слива жидкости из кист. Если нехирургические методы лечения оказались безуспешными, врач может порекомендовать операцию, называемую иссечением, для удаления кисты ганглия.

–

Если у вас есть проблемы с травмой руки, вам следует обратиться к врачу-ортопеду, имеющему опыт диагностики и лечения заболеваний рук. South Shore Orthopaedics гордится наличием трех врачей, прошедших стажировку в области хирургии кисти и верхних конечностей. Недавно мы приветствовали доктора Майкла Дейли в составе нашей команды. Вместе с доктором Джоном Кадзельски и доктором Гленом Зайдманом он оказывает комплексную помощь при заболеваниях рук и верхних конечностей. Звоните (781) 337-5555, чтобы записаться на прием.

Сканирование костей

Сцинтиграфия скелета помогает диагностировать и оценивать различные заболевания и состояния костей с помощью небольших количеств радиоактивных материалов, называемых радиоактивными индикаторами, которые вводятся в кровоток. Радиоактивный индикатор путешествует по исследуемой области и испускает излучение в виде гамма-лучей, которые регистрируются специальной гамма-камерой и компьютером для создания изображений ваших костей. Поскольку сцинтиграфия скелета способна точно определять молекулярную активность в организме, она дает возможность идентифицировать заболевание на самых ранних стадиях.

Сообщите своему врачу, если вы беременны или кормите грудью. Обсудите, принимали ли вы недавно висмутсодержащее лекарство, такое как Пепто-Бисмол, или сделали рентгеновский снимок с контрастированием с барием. Обсудите любые недавние заболевания, состояния здоровья, аллергии и лекарства, которые вы принимаете, включая витамины и травяные добавки. Ваш врач проинструктирует вас, как подготовиться, и, скорее всего, посоветует выпить дополнительную жидкость после инъекции радиоактивного индикатора. Возможно, вам придется подождать несколько часов между инъекцией радиоактивного индикатора и сканированием костей, поэтому вы можете принести что-нибудь для чтения или поработать.Оставьте украшения дома и носите свободную удобную одежду. Вас могут попросить надеть платье.

Что такое сцинтиграфия скелета (сканирование костей)?

Сцинтиграфия скелета — это особый тип процедуры ядерной медицины, при которой используются небольшие количества радиоактивного материала для диагностики и оценки степени тяжести различных заболеваний и состояний костей, включая переломы, инфекции и рак.

Процедуры визуализации в ядерной медицине являются неинвазивными и — за исключением внутривенных инъекций — обычно безболезненными медицинскими тестами, которые помогают врачам диагностировать и оценивать заболевания.В этих изображениях используются радиоактивные материалы, называемые радиофармацевтическими препаратами или радиоиндикаторами. Радиоактивная энергия, испускаемая радиоактивным индикатором, обнаруживается специальной камерой или устройством визуализации, которое создает изображения костей, называемые сцинтиграммами. На аномалии указывают области аномальной кости, которые поглощают больше или меньше радиофармпрепарата, которые на сцинтиграмме выглядят ярче или темнее, чем нормальная кость.

Поскольку процедуры ядерной медицины могут отображать функции организма на молекулярном уровне, они дают возможность идентифицировать заболевание на самых ранних стадиях, а также реакцию пациента на терапевтические вмешательства.Фактически, сканирование костей часто позволяет обнаружить аномалии костей намного раньше, чем обычное рентгеновское обследование.

вверх страницы

Как работает процедура?

При обычном рентгеновском обследовании рентгеновские лучи проходят через тело для создания изображения. Ядерная медицина использует радиоактивные материалы, называемые радиофармацевтическими препаратами или радиоактивными индикаторами. Ваш врач обычно вводит этот материал в кровоток. Или вы можете проглотить его или вдохнуть как газ. Материал накапливается в исследуемой области, где он испускает гамма-лучи.Специальные камеры улавливают эту энергию и с помощью компьютера создают изображения, на которых детально видно, как выглядят и функционируют ваши органы и ткани.

вверх страницы

Каковы наиболее распространенные способы использования этой процедуры?

Врачи заказывают сцинтиграфию скелета по номеру:

• найти рак костей или определить, распространился ли рак из другой части тела, например, груди, легких или предстательной железы, на кости.
• диагностируют причину или место возникновения необъяснимой боли в костях, например, продолжающейся боли в пояснице.
• помогает определить расположение аномальной кости в сложных костных структурах, таких как стопа или позвоночник. Последующая оценка может быть проведена с помощью компьютерной томографии (КТ) или магнитно-резонансной томографии (МРТ).
• диагностируют переломы костей, такие как стрессовый перелом или перелом бедра, которые не четко видны на рентгеновских снимках.
• обнаруживают повреждение костей, вызванное инфекцией или другими заболеваниями, например болезнью Педжета.

вверх страницы

Как мне подготовиться?

Вы должны сообщить своему врачу и технологу, проводящему обследование, о любых лекарствах, которые вы принимаете, включая витамины и травяные добавки, а также о том, что у вас аллергия, вы недавно болели или страдаете каким-либо другим заболеванием.

Женщины должны всегда сообщать своему врачу или технологу, если они кормят грудью или есть вероятность, что они беременны. См. Страницу «Безопасность» для получения дополнительной информации об обследованиях при беременности, кормлении грудью и ядерной медицине.

Кормящим женщинам необходимо будет использовать смесь в течение одного-двух дней после сканирования, пока радиоактивный индикатор не выйдет из их тела. Обязательно избавьтесь от грудного молока в это время.

Вам следует сообщить врачу, если вы принимали висмутсодержащее лекарство, такое как Пепто-Бисмол, или если в течение последних четырех дней вам делали рентгеновский анализ с использованием контрастного вещества с барием.Барий и висмут могут повлиять на результаты сканирования костей.

Вам будет предложено выпить дополнительную жидкость после введения радиоактивного индикатора, поэтому ограничьте потребление жидкости не более чем за четыре часа до теста. Вероятно, вам придется подождать несколько часов между инъекцией индикатора и сканированием костей, поэтому вы можете принести что-нибудь для чтения или поработать, чтобы скоротать время.

Вам будет предложено надеть халат во время экзамена.

Оставьте украшения и аксессуары дома или снимите их перед экзаменом.Эти предметы могут помешать процедуре.

Вы получите конкретные инструкции в зависимости от типа сканирования, которое вы проходите.

вверх страницы

Что я испытаю во время и после процедуры?

Вы почувствуете легкий укол булавкой, когда технолог вводит иглу в вашу вену для внутривенного введения. Во время инъекции радиоактивного индикатора вы можете почувствовать ощущение холода, поднимающееся вверх по руке. Как правило, других побочных эффектов нет.

Само сканирование костей обычно безболезненно и редко сопровождается значительным дискомфортом или побочными эффектами. Для сцинтиграфии скелета анестезия не требуется, а седация требуется редко. Тест может быть неудобным, если у вас болят суставы или кости. Постарайтесь расслабиться, медленно и глубоко дыша.

Во время экзамена важно оставаться неподвижным. Ядерная визуализация не вызывает боли. Однако необходимость оставаться неподвижным или в одном положении в течение длительного времени может вызвать дискомфорт

В частности, дети могут испытывать дискомфорт из-за того, что им приходится оставаться неподвижными во время визуализации.Родителям рекомендуется оставаться со своими детьми, чтобы помочь им оставаться спокойными и неподвижными во время визуализации. Также очень полезны предметы комфорта, такие как пустышки, одеяла и книги. Часто в комнате для просмотра есть телевизор с детскими программами и / или детские DVD. Для получения дополнительной информации см. Детская (педиатрическая) ядерная медицина.

Если ваш врач не скажет вам иное, вы можете возобновить свою обычную деятельность после обследования. Перед отъездом технолог, медсестра или врач дадут вам все необходимые специальные инструкции.

Небольшое количество радиоактивного индикатора в вашем теле со временем теряет свою радиоактивность в результате естественного процесса радиоактивного распада. Он также может выходить из вашего тела с мочой или калом в течение первых нескольких часов или дней после теста. Пейте много воды, чтобы вымыть материал из вашего тела.

Уровень радиации настолько мал, что люди не представляют риска контактировать с вами после теста.

вверх страницы

Каковы преимущества vs.риски?

Преимущества

• Экзамены по ядерной медицине предоставляют уникальную информацию, которую часто невозможно получить с помощью других процедур визуализации. Эта информация может включать подробные сведения о функциях и анатомии структур тела.
• Ядерная медицина предоставляет самую полезную информацию для диагностики и лечения многих заболеваний.
• Обследование с помощью ядерной медицины дешевле и может дать более точную информацию, чем исследовательская хирургия.
• Сканирование костей помогает врачам оценить состояние ваших костей и обнаружить переломы и другие аномалии, которые могут быть пропущены при рентгенографии костей или рентгенограмме .
• Сканирование костей может обеспечить раннее обнаружение первичного рака и рака, который распространился на кости из других частей тела.
• Сканирование костей позволяет обнаружить остеомиелит, инфекцию кости или костного мозга.
• Сканирование костей помогает отслеживать влияние лечения на костные аномалии.
• Процедура не имеет острых или долгосрочных побочных эффектов, и, за исключением случаев очень маленьких пациентов, седация требуется редко.

Риски

• Аллергические реакции на радиоактивные индикаторы крайне редки и обычно легкие.Всегда сообщайте персоналу ядерной медицины о возможных аллергиях. Опишите любые проблемы, которые могли возникнуть у вас во время предыдущих экзаменов по ядерной медицине.
• Инъекция радиоактивного индикатора может вызвать легкую боль и покраснение. Это должно быстро разрешиться.
• Всегда существует небольшой риск повреждения клеток или тканей от воздействия любого излучения, включая низкий уровень излучения радиоиндикатора, используемого в этом тесте.
• Эта процедура может подвергнуть развивающийся плод воздействию радиации, и радиоактивный индикатор может быть передан ребенку через грудное молоко.

вверх страницы

Как проходит процедура?

Технолог ядерной медицины выполнит процедуру сцинтиграфии скелета.

Вы ляжете на экзаменационный стол. При необходимости медсестра или технолог вставит внутривенный катетер в вену на руке или руке.

Технолог введет радиофармпрепарат в вену на руке или руке. Для того, чтобы радиоактивный индикатор циркулировал по вашему телу и прикрепился к вашим костям, чтобы можно было делать снимки, требуется несколько часов, обычно от двух до четырех часов.За это время вас попросят выпить от четырех до шести стаканов воды, чтобы удалить из вашего тела все ненужные радиоактивные индикаторы, которые не попадают в кости. Вам также будет предложено опорожнить мочевой пузырь перед началом сканирования, чтобы никакие индикаторы в моче не закрывали обзор костей таза во время сканирования.

Когда начинается формирование изображения, камера или сканер сделает серию изображений. Камера может вращаться вокруг вас или оставаться в одном положении. Возможно, вам потребуется изменить положение между изображениями.Пока камера делает снимки, вам нужно будет оставаться неподвижным в течение коротких периодов времени. В некоторых случаях камера может приближаться к вашему телу. Это необходимо для получения изображений наилучшего качества. Сообщите технологу, если вы боитесь замкнутых пространств, до начала экзамена.

Тип исследования, которое вы проводите, определит место вашей инъекции и количество выполненных сканирований. Для некоторых типов сканирования костей снимки делаются во время инъекции радиоактивного индикатора, сразу после нее, а затем через три-пять часов после инъекции.Эти типы обследований известны как трехфазное сканирование костей.

После обследования вам может потребоваться подождать, пока технолог определит, нужны ли дополнительные изображения. Иногда технолог делает больше изображений, чтобы прояснить или лучше визуализировать определенные области или структуры. Потребность в большем количестве изображений не обязательно означает, что на экзамене возникла проблема или что-то не в порядке. Это не должно вызывать у вас беспокойства.

вверх страницы

Как выглядит оборудование?

Ядерная медицина использует специальную гамма-камеру и методы визуализации с помощью однофотонной эмиссионно-компьютерной томографии (ОФЭКТ).

Гамма-камера записывает излучение энергии от радиоактивного индикатора в вашем теле и преобразует его в изображение. Сама гамма-камера не излучает никакого излучения. В нем есть детекторы излучения, называемые головками гамма-камеры. Они заключены в металлический и пластиковый корпус, часто имеют форму коробки и прикреплены к круглому порталу в форме пончика. Пациент лежит на столе для осмотра, который вставляется между двумя параллельными головками гамма-камеры, над и под пациентом. Иногда врач ориентирует головки гамма-камеры под углом 90 градусов над телом пациента.

В ОФЭКТ головки гамма-камеры вращаются вокруг тела пациента для получения подробных трехмерных изображений.

Компьютер создает изображения, используя данные с гамма-камеры.

вверх страницы

Кто интерпретирует результаты и как их получить?

Радиолог или другой врач, специально обученный в области ядерной медицины, интерпретирует изображения и отправит отчет вашему лечащему врачу.

вверх страницы

Каковы ограничения скелетной сцинтиграфии?

Сканирование костей не может идентифицировать некоторые типы рака.

Иногда при обнаружении аномалии при сканировании костей могут потребоваться дополнительные тесты, такие как КТ, МРТ, анализы крови или биопсия, чтобы помочь отличить нормальную кость от аномальной.

Процедуры ядерной медицины могут занять много времени. Накопление радиоактивного индикатора в интересующей области может занять от нескольких часов до нескольких дней. Кроме того, визуализация может занять до нескольких часов. В некоторых случаях более новое оборудование может существенно сократить время процедуры.

Разрешение изображений ядерной медицины может быть не таким высоким, как у КТ или МРТ.Однако сканирование в ядерной медицине более чувствительно по целому ряду показаний. Функциональную информацию, которую они предоставляют, часто невозможно получить с помощью других методов визуализации.

вверх страницы

Какой тест, процедура или лечение лучше всего мне подходят?

вверх страницы

Эта страница была просмотрена 11 февраля 2020 г.

Анатомия руки — Ортопедия движения

Человеческая рука состоит из запястья, ладони и пальцев и состоит из 27 костей, 27 суставов, 34 мышц, более 100 связок и сухожилий, а также множества кровеносных сосудов и нервов.

Руки позволяют нам выполнять многие повседневные дела, такие как вождение автомобиля, письмо и приготовление пищи. Важно понимать нормальную анатомию руки, чтобы больше узнать о заболеваниях и состояниях, которые могут повлиять на наши руки.

Кости

Запястье состоит из 8 костей запястья. Эти кости запястья прикрепляются к лучевой и локтевой коже предплечья, образуя лучезапястный сустав.Они соединяются с 5 пястными костями, образующими ладонь. Каждая пястная кость соединяется с одним пальцем в суставе, который называется пястно-фаланговым суставом или суставом MCP. Этот сустав также обычно называют суставом кулака.

Кости наших пальцев и большого пальца называются фалангами. Каждый палец имеет 3 фаланги, разделенные двумя межфаланговыми суставами, за исключением большого пальца, у которого только 2 фаланги и один межфаланговый сустав.

Первый сустав, расположенный рядом с суставом сустава, называется проксимальным межфаланговым суставом или суставом PIP.Сустав, ближайший к концу пальца, называется дистальным межфаланговым суставом или DIP-суставом.

Соединение MCP и соединение PIP действуют как шарниры, когда пальцы сгибаются и выпрямляются.

Мягкие ткани

Кости наших рук удерживаются на месте и поддерживаются различными мягкими тканями. К ним относятся: суставной хрящ, связки, мышцы и сухожилия.

Суставной хрящ — это гладкий материал, который действует как амортизатор и смягчает концы костей в каждом из 27 суставов, обеспечивая плавное движение руки.

Мышцы и связки контролируют движения руки.

Связки — это прочная веревочная ткань, которая соединяет кости с другими костями, удерживая их на месте и обеспечивая стабильность суставов. Каждый сустав пальца имеет по две боковые связки с каждой стороны, что предотвращает аномальное сгибание суставов в стороны. Ладная пластинка — самая прочная связка руки. Он соединяет проксимальную и среднюю фаланги на ладонной стороне сустава и предотвращает сгибание сустава PIP назад (гиперэкстензия).

Мышцы

Мышцы — это волокнистые ткани, которые помогают совершать движения. Мышцы работают сокращаясь.

В руке есть два типа мышц: внутренние и внешние.

Внутренние мышцы — это маленькие мышцы, берущие начало в запястье и кисти. Они отвечают за мелкую моторику пальцев во время таких действий, как письмо или игра на фортепиано.

Внешние мышцы берут начало в предплечье или локте и контролируют движение запястья и кисти. Эти мышцы отвечают за грубые движения рук. Они позиционируют запястье и руку, а пальцы выполняют мелкую моторику.

У каждого пальца есть шесть мышц, контролирующих его движение: три внешние и три внутренние мышцы. У указательного и мизинца есть дополнительный внешний разгибатель.

Сухожилия

Сухожилия — это мягкие ткани, соединяющие мышцы с костями.Когда мышцы сокращаются, сухожилия тянут кости, заставляя палец двигаться. Внешние мышцы прикрепляются к костям пальцев через длинные сухожилия, которые проходят от предплечья до запястья. Сухожилия, расположенные на стороне ладони, помогают сгибать пальцы и называются сухожилиями сгибателей, в то время как сухожилия на верхней части руки помогают выпрямлять пальцы и называются сухожилиями разгибателей.

Нервы

Нервы кисти передают электрические сигналы от мозга к мышцам предплечья и кисти, обеспечивая движение.Они также переносят ощущения прикосновения, боли и температуры обратно от рук к мозгу.

Три основных нерва кисти и запястья: локтевой нерв, лучевой нерв и срединный нерв. Все три нерва берут начало в плече и спускаются по руке к кисти. Каждый из этих нервов имеет сенсорные и двигательные компоненты.

Локтевой нерв: Локтевой нерв пересекает запястье через область, называемую каналом Гийона, и разветвляется, обеспечивая чувствительность мизинцу и половине безымянного пальца.

Срединный нерв: Срединный нерв пересекает запястье через туннель, называемый запястным каналом. Срединный нерв обеспечивает чувствительность ладони, большого пальца, указательного пальца, среднего пальца и части безымянного пальца.

Лучевой нерв: Лучевой нерв проходит по стороне большого пальца предплечья и обеспечивает чувствительность тыльной стороны кисти от большого пальца до среднего пальца.

Кровеносные сосуды

Кровеносные сосуды проходят рядом с нервами, снабжая кровью руку.Основными артериями являются локтевая и лучевая артерии, которые снабжают кровью переднюю часть кисти, пальцы и большой палец.

Локтевая артерия проходит рядом с локтевым нервом через канал Гийона на запястье.

Лучевая артерия — самая большая артерия руки, проходящая через переднюю часть запястья возле большого пальца. Пульс измеряется на лучевой артерии.

Другие кровеносные сосуды проходят через тыльную сторону запястья и снабжают кровью тыльную сторону кисти, пальцы и большой палец.

Бурсы

Бурсы — это небольшие мешочки, заполненные жидкостью, которые уменьшают трение между сухожилиями и костью или кожей.