Diagnostika lidského postoje

Na současné úrovni poznání odráží pojem „konstituce“ jednotu morfologické a funkční organizace člověka, která se odráží v individuálních charakteristikách jeho struktury a funkcí. Jejich změny jsou reakcí organismu na neustále se měnící faktory prostředí. Vyjadřují se ve vývojových rysech kompenzačně-adaptivních mechanismů, které vznikají v důsledku individuální realizace genetického programu pod vlivem specifických faktorů prostředí (včetně sociálních).

Za účelem objektivizace metodologie měření geometrie lidského těla s přihlédnutím k relativitě jeho prostorových souřadnic byl do praxe studia pohybů zaveden Laputinův somatický souřadnicový systém lidského těla (1976).

Nejvhodnější umístění středu somatického souřadnicového trojúhelníku je antropometrický bederní bod 1i, který se nachází na vrcholu trnového výběžku obratle L (a-5). V tomto případě numerická souřadnicová osa z odpovídá směru skutečné vertikály, osy x a y svírají v horizontální rovině pravý úhel a určují pohyb v sagitálním (y) a frontálním (x) směru.

V současné době se v zahraničí, zejména v Severní Americe, aktivně rozvíjí nový směr - kinantropometrie. Jedná se o novou vědeckou specializaci, která využívá měření k posouzení velikosti, tvaru, proporcí, struktury, vývoje a obecné funkce člověka a studuje problémy související s růstem, fyzickou aktivitou, výkonností a výživou.

Kinantropometrie staví člověka do centra studia, což nám umožňuje určit jeho strukturální stav a různé kvantitativní charakteristiky geometrie tělesné hmotnosti.

Pro objektivní posouzení mnoha biologických procesů v těle spojených s jeho hmotnostní geometrií je nutné znát měrnou hmotnost látky, ze které se lidské tělo skládá.

Denzitometrie je metoda pro posouzení celkové hustoty lidského těla. Hustota se často používá k posouzení tukové a beztukové hmoty a je důležitým parametrem. Hustota (D) se určuje vydělením hmotnosti objemem těla:

D těla = tělesná hmotnost / objem těla

K určení objemu těla se používají různé metody, nejčastěji hydrostatické vážení nebo manometr k měření vytlačené vody.

Při výpočtu objemu hydrostatickým vážením je nutné provést korekci na hustotu vody, takže rovnice bude vypadat takto:

D _těleso = P1/ { (P1-P2)/ x1-(x2+G1g}}

Kde p1 je hmotnost tělesa za normálních podmínek, p2 _je hmotnost tělesa ve vodě, x1 je hustota vody, x2 je zbytkový objem.

Množství vzduchu v gastrointestinálním traktu je obtížné měřit, ale vzhledem k jeho malému objemu (přibližně 100 ml) jej lze zanedbat. Pro kompatibilitu s jinými měřicími stupnicemi lze tuto hodnotu upravit na výšku vynásobením (170,18 / Výška)3.

Denzitometrie je již mnoho let nejlepší metodou pro stanovení složení těla. Nové metody se s ní obvykle porovnávají, aby se zjistila jejich přesnost. Slabou stránkou této metody je závislost ukazatele tělesné hustoty na relativním množství tuku v těle.

Při použití dvousložkového modelu složení těla je pro určení hustoty tělesného tuku a svalové hmoty vyžadována vysoká přesnost. Pro převod hustoty těla za účelem určení tělesného tuku se nejčastěji používá standardní Siriho rovnice:

% tělesného tuku = (495 / Dtělesný tuk) - 450.

Tato rovnice předpokládá relativně konstantní hustotu tuku a libové tělesné hmoty u všech jedinců. Hustota tuku v různých oblastech těla je skutečně prakticky shodná, přičemž obecně přijímaná hodnota je 0,9007 g cm⁻³ ^. Stanovení hustoty libové tělesné hmoty (D), která je podle Siriho rovnice 1,1, je však problematičtější. Pro stanovení této hustoty se předpokládá, že:

• hustota každé tkáně, včetně čisté tělesné hmotnosti, je známá a zůstává konstantní;
• v každém typu tkáně je podíl čisté tělesné hmotnosti konstantní (například se předpokládá, že kosti tvoří 17 % čisté tělesné hmotnosti).

Existuje také řada polních metod pro stanovení složení těla. Metoda bioelektrické impedance je jednoduchý postup, který trvá pouhých 5 minut. Na tělo subjektu se umístí čtyři elektrody - na kotník, chodidlo, zápěstí a hřbet ruky. Nepatrný proud prochází tkáněmi přes detailní elektrody (na ruce a chodidle) k proximálním elektrodám (zápěstí a kotník). Elektrická vodivost tkáně mezi elektrodami závisí na rozložení vody a elektrolytů v ní. Tělesná hmota bez tuku obsahuje téměř veškerou vodu a elektrolyty. V důsledku toho je vodivost tělesné hmoty bez tuku výrazně vyšší než vodivost tukové hmoty. Tuková hmota se vyznačuje vysokou impedancí. Množství proudu procházejícího tkáněmi tedy odráží relativní množství tuku obsaženého v dané tkáni.

Tato metoda převádí naměřené hodnoty impedance na relativní množství tělesného tuku.

Metoda infračervené interakce je postup založený na principech absorpce a odrazu světla pomocí infračervené spektroskopie. Na kůži nad místem měření je umístěn senzor, který vysílá elektromagnetické záření centrálním svazkem optických vláken. Optická vlákna na obvodu téhož senzoru absorbují energii odraženou tkání, která je poté měřena pomocí spektrofotometru. Množství odražené energie ukazuje složení tkáně přímo pod senzorem. Metoda se vyznačuje poměrně vysokým stupněm přesnosti při měření v několika oblastech.

Mnoho měření prostorového uspořádání tělesných biovazeb provedli vědci na mrtvolách. Za posledních 100 let bylo za účelem studia parametrů segmentů lidského těla preparováno asi 50 mrtvol. V těchto studiích byly mrtvoly zmrazeny, preparovány podél os rotace v kloubech, poté byly segmenty zváženy, polohy těžišť (CM) vazeb a jejich momenty setrvačnosti byly stanoveny zejména pomocí známé metody fyzikálního kyvadla. Kromě toho byly stanoveny objemy a průměrné hustoty tkání segmentů. Výzkum v tomto směru byl prováděn i na živých lidech. V současné době se k určení geometrie lidské tělesné hmotnosti za života používá řada metod: ponoření do vody; fotogrammetrie; náhlé uvolnění; vážení lidského těla v různých měnících se pozicích; mechanické vibrace; radioizotopy; fyzikální modelování; metoda matematického modelování.

Metoda ponoření do vody nám umožňuje určit objem segmentů a jejich objemový střed. Vynásobením průměrnou hustotou tkáně segmentů pak specialisté vypočítají hmotnost a umístění těžiště těla. Tento výpočet se provádí s ohledem na předpoklad, že lidské tělo má stejnou hustotu tkáně ve všech částech každého segmentu. Podobné podmínky se obvykle uplatňují při použití fotogrammetrické metody.

U metod náhlého uvolnění a mechanických vibrací se jeden nebo druhý segment lidského těla pohybuje působením vnějších sil a pasivní síly vazů a antagonistických svalů se berou jako rovné nule.

Metoda vážení lidského těla v různých měnících se polohách byla kritizována, protože chyby způsobené daty získanými z výsledků studií na kadaverech (relativní poloha těžiště na podélné ose segmentu) v důsledku rušení dýchacími pohyby, jakož i nepřesnost v reprodukci poloh při opakovaných měřeních a určení středů otáčení v kloubech, dosahují velkých hodnot. Při opakovaných měřeních variační koeficient u těchto měření obvykle přesahuje 18 %.

Radioizotopová metoda (metoda gama skenování) je založena na známém fyzikálním principu zeslabení intenzity úzkého monoenergetického paprsku gama záření při jeho průchodu určitou vrstvou nějakého materiálu.

Varianta radioizotopové metody byla založena na dvou myšlenkách:

• zvětšení tloušťky krystalu detektoru pro zlepšení citlivosti zařízení;
• odmítnutí úzkého paprsku gama záření. Během experimentu byly u subjektů stanoveny hmotnostně-inercialové charakteristiky 10 segmentů.

V průběhu skenování byly zaznamenávány souřadnice antropometrických bodů, které slouží jako indikátory hranic segmentů a umístění rovin oddělujících jeden segment od druhého.

Byla použita metoda fyzikálního modelování, při níž byly vytvořeny odlitky končetin subjektů. Na jejich sádrových modelech byly následně stanoveny nejen momenty setrvačnosti, ale také lokalizace těžišť.

Matematické modelování se používá k aproximaci parametrů segmentů nebo celého těla. V tomto přístupu je lidské tělo reprezentováno jako sada geometrických komponent, jako jsou koule, válce, kužely atd.

Harless (1860) byl první, kdo navrhl použití geometrických obrazců jako analogií segmentů lidského těla.

Hanavan (1964) navrhl model, který rozděluje lidské tělo na 15 jednoduchých geometrických útvarů s rovnoměrnou hustotou. Výhodou tohoto modelu je, že vyžaduje malý počet jednoduchých antropometrických měření k určení polohy společného těžiště (CCM) a momentů setrvačnosti v jakékoli poloze článků. Tři předpoklady, které se obvykle používají při modelování segmentů těla, však omezují přesnost odhadů: segmenty se považují za pevné, hranice mezi segmenty se považují za jasné a segmenty se považují za rovnoměrnou hustotu. Na základě stejného přístupu vyvinul Hatze (1976) podrobnější model lidského těla. Jeho 17článkový model vyžaduje 242 antropometrických měření, aby zohlednil individualizaci tělesné struktury každého člověka. Model dále rozděluje segmenty na malé hmotné prvky s různými geometrickými strukturami, což umožňuje detailní modelování tvarových a hustotních variací segmentů. Model navíc nepředpokládá bilaterální symetrii a zohledňuje zvláštnosti mužské a ženské tělesné struktury úpravou hustoty některých částí segmentů (podle obsahu podkožní báze). Model zohledňuje změny v morfologii těla, například způsobené obezitou nebo těhotenstvím, a také umožňuje simulovat zvláštnosti tělesné stavby dětí.

Pro určení parciálních (parciálních, z latinského slova pars - část) rozměrů lidského těla doporučuje Guba (2000) nakreslit na jeho biolinkách referenční čáry (refer - orientační bod), vymezující funkčně odlišné svalové skupiny. Tyto čáry se kreslí mezi kostními body určenými autorem během měření provedených při pitve a dioptrografii kadaverózního materiálu a také se ověřují při pozorování typických pohybů prováděných sportovci.

Autor doporučuje nakreslit na dolní končetinu následující referenční čáry. Na stehně - tři referenční čáry oddělující svalové skupiny, které natahují a ohýbají kolenní kloub a ohýbají a addukují stehno v kyčelním kloubu.

Vnější vertikála (EV) odpovídá projekci předního okraje bicepsu stehenního svalu. Je vedena podél zadního okraje velkého trochanteru podél vnější plochy stehna až do středu laterálního epikondylu stehenní kosti.

Přední vertikála (AV) odpovídá přednímu okraji dlouhého adduktoru v horní a střední třetině stehna a krejčovskému svalu v dolní třetině stehna. Je vedena od stydkého hrbolku k vnitřnímu epikondylu stehenní kosti podél anterointernálního povrchu stehna.

Zadní vertikála (3B) odpovídá projekci předního okraje m. semitendinosus. Je vedena od středu sedacího hrbolku k vnitřnímu epikondylu stehenní kosti podél zadní vnitřní plochy stehna.

Na holeni jsou nakresleny tři referenční čáry.

Zevní vertikála nohy (EVL) odpovídá přednímu okraji dlouhého lýtkového svalu (m. musculus peroneus) v jeho dolní třetině. Je vedena od vrcholu hlavice fibuly k přednímu okraji laterálního kotníku (m. malleolus) podél vnějšího povrchu nohy.

Přední vertikála holenní kosti (AVT) odpovídá hřebenu holenní kosti.

Zadní vertikála nohy (PVT) odpovídá vnitřnímu okraji holenní kosti.

Na rameni a předloktí jsou nakresleny dvě referenční čáry. Oddělují flexory ramene (předloktí) od extenzorů.

Zevní vertikála ramene (EVS) odpovídá zevní drážce mezi bicepsovým a tricepsovým svalem ramene. Provádí se s paží spuštěnou od středu akromiálního výběžku k zevnímu epikondylu pažní kosti.

Vnitřní vertikální rameno (IVA) odpovídá mediální humerální drážce.

Zevní vertikální lalok předloktí (EVF) se vede od zevního epikondylu pažní kosti k styloidnímu výběžku radia podél jeho vnějšího povrchu.

Vnitřní vertikální lalok předloktí (IVF) se vede od vnitřního epikondylu pažní kosti k styloidnímu výběžku loketní kosti podél její vnitřní plochy.

Vzdálenosti naměřené mezi referenčními čarami nám umožňují posoudit projevy jednotlivých svalových skupin. Vzdálenosti mezi PV a HV měřené v horní třetině stehna nám tedy umožňují posoudit projevy flexorů kyčle. Vzdálenosti mezi stejnými čarami v dolní třetině nám umožňují posoudit projevy extenzorů kolenního kloubu. Vzdálenosti mezi čarami na holenní kosti charakterizují projevy flexorů a extenzorů chodidla. Pomocí těchto obloukových rozměrů a délky biolinku můžeme určit objemové charakteristiky svalových hmot.

Polohu těžiště lidského těla studovalo mnoho badatelů. Jak je známo, jeho lokalizace závisí na umístění hmot jednotlivých částí těla. Jakékoli změny v těle spojené s pohybem jeho hmot a narušením jejich předchozího vztahu mění i polohu těžiště.

Polohu společného těžiště poprvé určil Giovanni Alfonso Borelli (1680), který ve své knize „O pohybu zvířat“ poznamenal, že těžiště lidského těla ve vzpřímené poloze se nachází mezi hýžděmi a stydkou kostí. Metodou vyvažování (páka první třídy) určil umístění společného těžiště na mrtvolách tak, že je položil na desku a vyvážil ji na ostrém klínu.

Harless (1860) určil polohu společného těžiště na jednotlivých částech mrtvoly pomocí Borelliho metody. Poté, znaje polohu těžišť jednotlivých částí těla, geometricky sečetl gravitační síly těchto částí a z nákresu určil polohu těžiště celého těla v jeho dané poloze. Bernstein (1926) použil stejnou metodu k určení čelní roviny GCM těla a ke stejnému účelu aplikoval profilovou fotografii. Pro určení polohy GCM lidského těla použil páku druhé třídy.

Hodně se zabývali studiem polohy těžiště Braune a Fischer (1889), kteří prováděli svůj výzkum na mrtvolách. Na základě těchto studií zjistili, že těžiště lidského těla se nachází v oblasti pánve, v průměru 2,5 cm pod sakrálním výběžkem a 4-5 cm nad příčnou osou kyčelního kloubu. Pokud je trup při stoje předkloněn, pak vertikála těžiště těla prochází před příčnými osami rotace kyčelního, kolenního a hlezenního kloubu.

Pro určení polohy CM tělesa pro různé polohy tělesa byl konstruován speciální model založený na principu použití metody hlavních bodů. Podstata této metody spočívá v tom, že osy sdružených článků se berou jako osy šikmého souřadnicového systému a klouby spojující tyto články se berou se středem jako počátkem souřadnic. Bernstein (1973) navrhl metodu pro výpočet CM tělesa pomocí relativní hmotnosti jeho jednotlivých částí a polohy těžišť jednotlivých článků tělesa.

Ivanitsky (1956) zobecnil metody pro stanovení indexu tělesné hmotnosti člověka navržené Abalakovem (1956) a založené na použití speciálního modelu.

Stukalov (1956) navrhl další metodu pro určení globální tělesné hmotnosti lidského těla. Podle této metody byl model člověka vytvořen bez zohlednění relativní hmotnosti částí lidského těla, ale s uvedením polohy těžiště jednotlivých článků modelu.

Kozyrev (1963) vyvinul zařízení pro určení CM lidského těla, jehož konstrukce byla založena na principu fungování uzavřeného systému pák první třídy.

Pro výpočet relativní polohy CM navrhl Zatsiorsky (1981) regresní rovnici, ve které jsou argumenty poměr hmotnosti trupu k tělesné hmotnosti (x1) a poměr středně hrudního anteroposteriorního průměru k pánevně-crestálnímu průměru (x2 ₎. Rovnice má tvar:

Y = 52,11 + 10,308x + _0,949x²

Raitsyna (1976) navrhla rovnici vícenásobné regrese (R = 0,937; G = 1,5) pro určení výšky mandibulárního kloubu u sportovkyň, zahrnující jako nezávislé proměnné údaje o délce nohou (x, cm), délce těla v poloze vleže na zádech (x, ₂ cm) a šířce pánve (x, cm):

Y = -4,667 _{x 1} + 0,289 x ₂ + 0,301 _{x 3.} (3,6)

Výpočet relativních hodnot hmotnosti segmentů těla se v biomechanice používá od 19. století.

Jak je známo, moment setrvačnosti soustavy hmotných bodů vzhledem k ose otáčení se rovná součtu součinů hmotností těchto bodů a druhých mocnin jejich vzdáleností od osy otáčení:

Mezi ukazatele charakterizující geometrii tělesných hmot patří také střed objemu tělesa a střed povrchu tělesa. Střed objemu tělesa je bodem působení výsledné síly hydrostatického tlaku.

Střed tělesného povrchu je bodem působení výsledných sil prostředí. Střed tělesného povrchu závisí na poloze a směru prostředí.

Lidské tělo je složitý dynamický systém, proto se proporce, poměr velikostí a hmotností jeho těla v průběhu života neustále mění v souladu se zákony projevu genetických mechanismů jeho vývoje, jakož i pod vlivem vnějšího prostředí, techno-biosociálních podmínek života atd.

Nerovnoměrný růst a vývoj dětí zaznamenává mnoho autorů (Aršavský, 1975; Balsevič, Zaporožan, 1987-2002; Grimm, 1967; Kuts, 1993, Krutsevič, 1999-2002), kteří to obvykle spojují s biologickými rytmy vývoje těla. Podle jejich údajů v tomto období

Největší nárůst antropometrických ukazatelů fyzického vývoje u dětí je doprovázen zvýšením únavy, relativním poklesem pracovní kapacity, motorické aktivity a oslabením celkové imunologické reaktivity těla. Je zřejmé, že v procesu vývoje mladého organismu se zachovává geneticky fixovaná posloupnost strukturálně-funkční interakce v určitých časových (věkových) intervalech. Předpokládá se, že právě to by mělo určovat potřebu zvýšené pozornosti lékařů, učitelů a rodičů dětem v těchto věkových obdobích.

Proces biologického zrání člověka zahrnuje dlouhé období - od narození do 20-22 let, kdy je růst těla dokončen, dochází ke konečné tvorbě kostry a vnitřních orgánů. Biologické zrání člověka není plánovaný proces, ale probíhá heterochronně, což se nejzřetelněji projevuje již při analýze formování těla. Například srovnání rychlosti růstu hlavy a nohou novorozence a dospělého ukazuje, že délka hlavy se zdvojnásobí a délka nohou pětkrát.

Shrnutím výsledků studií provedených různými autory můžeme prezentovat některé víceméně specifické údaje o změnách délky těla souvisejících s věkem. Podle odborné literatury se tedy předpokládá, že podélné rozměry lidského embrya jsou na konci prvního měsíce nitroděložního období přibližně 10 mm, na konci třetího 90 mm a na konci devátého 470 mm. V 8.–9. měsíci plod vyplňuje děložní dutinu a jeho růst se zpomaluje. Průměrná délka těla novorozených chlapců je 51,6 cm (v různých skupinách se pohybuje od 50,0 do 53,3 cm), dívek – 50,9 cm (49,7–52,2 cm). Individuální rozdíly v délce těla novorozenců během normálního těhotenství se zpravidla pohybují v rozmezí 49–54 cm.

Největší nárůst délky těla u dětí je pozorován v prvním roce života. V různých skupinách kolísá mezi 21 a 25 cm (v průměru 23,5 cm). Do jednoho roku věku dosahuje délka těla průměrně 74-75 cm.

V období od 1 roku do 7 let, a to jak u chlapců, tak u dívek, se roční přírůstky délky těla postupně snižují z 10,5 na 5,5 cm za rok. Od 7 do 10 let se délka těla prodlužuje v průměru o 5 cm za rok. Od 9 let se začínají objevovat rozdíly v rychlosti růstu mezi pohlavími. U dívek je zvláště patrné zrychlení růstu pozorováno mezi 10. a 15. rokem věku, poté se podélný růst zpomaluje a po 15 letech se prudce zpomaluje. U chlapců dochází k nejintenzivnějšímu růstu těla od 13. do 15. roku a poté dochází také ke zpomalení růstových procesů.

Maximální tempo růstu je pozorováno během puberty u dívek mezi 11. a 12. rokem věku a u chlapců o 2 roky později. Vzhledem k různým časům nástupu pubertální akcelerace růstu u jednotlivých dětí je průměrná hodnota maximální tempo poněkud podhodnocená (6-7 cm za rok). Individuální pozorování ukazují, že maximální tempo růstu u většiny chlapců je 8-10 cm a u dívek 7-9 cm za rok. Vzhledem k tomu, že pubertální akcelerace růstu u dívek začíná dříve, dochází k tzv. „prvnímu křížení“ růstových křivek – dívky se stávají vyššími než chlapci. Později, když chlapci vstoupí do fáze pubertální akcelerace růstu, opět předbíhají dívky v délce těla („druhé křížení“). V průměru u dětí žijících ve městech dochází k křížení růstových křivek v 10 letech 4 měsících a 13 letech 10 měsících. Kuts (1993) při porovnání růstových křivek charakterizujících délku těla chlapců a dívek uvedl, že dochází k dvojitému křížení. První křížení je pozorováno od 10 do 13 let, druhé – ve 13-14 letech. Obecně platí, že vzorce růstového procesu jsou v různých skupinách stejné a děti dosahují určité úrovně definitivní tělesné velikosti přibližně ve stejnou dobu.

Na rozdíl od délky je tělesná hmotnost velmi labilní ukazatel, reaguje relativně rychle a mění se pod vlivem exogenních a endogenních faktorů.

Významný nárůst tělesné hmotnosti je pozorován u chlapců i dívek během puberty. V tomto období (od 10-11 do 14-15 let) mají dívky větší tělesnou hmotnost než chlapci a přírůstky tělesné hmotnosti u chlapců jsou významné. Maximální nárůst tělesné hmotnosti u obou pohlaví se shoduje s největším nárůstem délky těla. Podle Chtetsova (1983) se od 4 do 20 let tělesná hmotnost chlapců zvyšuje o 41,1 kg, zatímco tělesná hmotnost dívek se zvyšuje o 37,6 kg. Do 11 let mají chlapci větší tělesnou hmotnost než dívky a od 11 do 15 let jsou dívky těžší než chlapci. Křivky změn tělesné hmotnosti u chlapců a dívek se kříží dvakrát. K prvnímu křížení dochází v 10-11 letech a k druhému ve 14-15 letech.

U chlapců dochází k intenzivnímu nárůstu tělesné hmotnosti v období 12-15 let (10-15 %), u dívek - mezi 10 a 11 lety. U dívek dochází k intenzitě nárůstu tělesné hmotnosti energičtěji ve všech věkových skupinách.

Výzkum provedený Gubou (2000) umožnil autorovi identifikovat řadu rysů růstu biovazeb lidského těla v období od 3 do 18 let:

• Rozměry těla umístěné v různých rovinách se zvětšují synchronně. To je obzvláště zřetelně patrné při analýze intenzity růstových procesů nebo ukazatelem ročního nárůstu délky v porovnání s celkovým nárůstem během růstového období od 3 do 18 let;
• V rámci jedné končetiny dochází ke střídání rychlosti růstu proximálních a distálních konců biolinků. S blížícím se dospělým věkem se rozdíl v rychlosti růstu proximálních a distálních konců biolinků neustále snižuje. Stejný vzorec autor objevil i v růstových procesech lidské ruky;
• Byly zjištěny dva růstové spurty, charakteristické pro proximální a distální konce biolinků, které se shodují ve velikosti nárůstu, ale časově se neshodují. Porovnání růstu proximálních konců biolinků horních a dolních končetin ukázalo, že od 3 do 7 let roste horní končetina intenzivněji a od 11 do 15 let dolní končetina. Byla zjištěna heterochronie růstu končetin, tj. přítomnost kraniokaudálního růstového efektu, který byl jasně projeven v embryonálním období, je potvrzena v postnatální ontogenezi.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ]