خلاصه فصل اول بیو مکانیک ورزشی

بیو مکانیک چیست؟ علمی است که به برسی نیروهای داخلی و خارجی تاثیر گذار بدن می پردازد اثرات آن هارا برسی می کند.

شاخه های علم بیو مکانیک شاخه های علم بیو مکانیک :

1-آنترو پو متری : سن، جنس، تفاوت نژادی، ابعاد بدن، نوع وسایل، ابعاد مورد استفاده، فشار، ساختار بدنی، نوع شغل، وضعیت سلامتی، وضعیت بدن، زمان، تغیرات ارادی منقبض کردن عضلات، لباس، تجهیزات فردی مورد برسی قرار می دهد.

2-توانبخشی «Rehabiltation» : به فرد کمک می کند تا توانایی از دست رفته خود را مجدد به دست آورد. هیچگونه دارو تجویز نمی شود و روند باز یافتن تدریجی است.

3-ارگونومی Ergonmics: علم تطبیق انسان با محیط کار است.

4-ارترز و پروتز : وسیله ی که کمک می‌کند اندام و عضو عمکرد بهتری داشته باشند. باعث کاهش درد و بدشکلی اندام می شود. کمربند و کفش طبی و عینک.

5-مهندسی ورزشی

6-بیوماکنیک استخوان و صدمات استخوانی

7-بیو مکانیک بافت نرم

8-انتقال حرارت در سیستم های حیاتی

9-انتقال جرم در سیستم های حیاتی

10-بیوروباتیک

علم مکانیک چیست؟ علمی است که به برسی نیرو های داخلی و خارجی تاثیر گذار بر یک جسم می پردازد و اثرات نهایی آن را برسی می کند.

درک قوانین حاکم بر اجسام جامد و مایع :

1- علم دینامیک : یعنی برسی عوامل مرتبط با اجسام متحرک.

شامل دو بخش می باشد:

الف: کینماتیک Kinematic : برسی حرکت اجسام بدون علت حرکت آن ها

ب: کینتک kinetic : علم حرکت اجسام که به برسی علت حرکت آنها می پردازد

2- علم استاتیک : برسی عوامل مرتبط با اجسام غیر متحرک

اندازه گیری های مربوط به حوزه بیو مکانیک ورزشی : به سه حیطه مربوط می شود :

1- آنترو پو متریک : طول، حجم، محیط، تیپ، پهنا و ترکیب بدن

2-کینماتیک :

الف: انتقالی یا خطی : موقعیت، جابه جایی، مسافت، تندی، سرعت، شتاب، سرعت لحظه ی برسی می شود.

ب: زاویه ی : موقعیت زاویه ی، جابه جایی زاویه ی، مسافت زاویه ی، شتاب زاویه ی برسی می شود.

3- کینتیک : الف : زاویه ی ب: خطی

بیو مکانیک در رشته وزنه برداری :

حرکت در 5 فاز انجام می شود :

1- شروع حرکت 2- کشیدن وزنه 3- مرحله دوم کشیدن 4- اسکات 5_ انتهای حرکت

نکات کلیدی و مهم در حرکت وزنه برداری:

* مقدار نیرو در استاتیک بسیار بیشتر از دینامیک است.

*نیروی عضله دوسر بازویی یا جلو بازو «Biceps» بیشتر از عضله سه سر بازویی یا پشت بازو «Triceps» است؛ این امر نشان دهنده احتمال آسیب و خطر در عضله سه سر بازو یی یا پشت بازو است.

*بیشترین نیروی اعمال شده به عضله جلو بازو در فاز چهارم حرکت و قسمتی که وزنه به سمت پایین حرکت می کند است.

بیو مکانیک در رشته شنا :

شنا گرانی که استارت های کارآمد تری در شروع مسابقه دارند بهترین هستند.

هدف : مشخص کردن کار آمد ترین استارت از میان استارت های مد نظر است.

استارت های چنگی :

استارت های چنگی : به دو دسته تقسیم می شوند می شوند

الف : چنگی داخل ب: چنگی خارج

*تکنیک چنگی داخل؛ دارای زمان بهتری نسبت به چنگی خارج است. ( حدود 2% ثانیه)

تکنیک چنگی خارج؛ دارای برتی زمانی «0/01ثانیه» برای پرواز و « 0/06 ثانیه» برای سر خوردن است.

تجهیزات و تست های بیومکانیک :

1- سیستم آنالیز حرکت «MotionAnalysis» : برای اندازه گیری کینماتیکی حرکت به کار می رود.

به دو بخش تقسیم می شود :

الف: نرم افزار

ب: سخت افزار : فریم کالیبراسیون، دوربین ها، نشانگر ها

*با استفاده از سیستم آنالیز حرکت می توان حرکت را در دو بعد یا سه بعد تجزیه و تحلیل کرد

*سیسیتم آنالیز حرکت با دنبال کردن نشانگر ها
«Markers» اطلاعات کینماتیک حرکت را استخراج می کنند

2: سکوی نیرو Forceplate : تعامل نیروی فرد با زمین را اندازه گیری وثبت می کند.

*نیرو را به سه راستای عمود برهم تجزیه می کند «fz، fy،fx»

*به کمک نرم افزار سکوی نیرو می توان :

الف: گشتاور ها در حول محور های «z، y، x» را به دست آورد.

ب: مراکز فشار ay و ax را به دست آورد.

ج: ضرایب اصطکاک را به دست آورد.

3- دستگاه الکترو مایوگرافی «EMG» : این دستگاه فعالیت الکتریکی عضلات را اندازه گیری و ثبت می کند.

*فعالیت های ماهیچه ی در حین انجام حرکات ورزشی توسط این دستگاه قابل اندازه گیری هستند.

*دارای 4 یا 8 کانال اندازه گیری می باشد.

تعریف حرکت یا مهارت کار آمد از منظر فیزیولوژیک : حرکتی است که با حداقل انرژی مصرفی به انجام رسیده شود.

تعریف حرکت یا مهارت کار آمد از منظر بیو مکانیست : نه صرف کمترین انرژی بلکه پیدا کردن راه‌ها یا تعیین و انتخاب بهترین روش برای اجرای حرکت یا مهارت است.

بخش استخوان :

تخلخل «Porosity» : نسبت حجم بافت غیر معدنی به کل حجم آن استخوان

*درجه تخلخل در استخوان های کورتیکال «Cortical» : بین 5 تا 30 درصد است.

*درجه تخلخل در استخوان های اسفنجی
«CancellonsBone» : بین 30 تا 90 درصد است.

*استخوان کورتیکال سخت تر از استخوان اسفنجی است. ولی جذب انرژی تا قبل از ایجاد شکستگی در استخوان اسفنجی بیشتر است.

مهمترین ویژگی های مکانیکی استخوان :

1- قابلیت کشسانی : توانایی اصلاح و برگشت به حالت اولیه

2- قابلیت تاثیر پذیری : بر تغیرات ناشی از استرس و کشش تاکید می‌کند.

3- قابلیت کشش: به کشیدی استخوان و عضلات اشاره دارد

4-قابلیت توزیع انرژی : به میزان و نحوه جذب انرژی در استخوان مربوط است

5-مقاومت در برابر خستگی : میزان ضعف استخوان ها با یک سلسله فشار ها سنجیده می شود

6: قدرت: مقاومت استخوان در برابر شکستگی اشاره دارد

نیرو های داخلی یا درونی :

1- نیروی تولید شده توسط عضله

2- برخورد استخوان با استخوان

3- لیگامنت ها

نیرو های خارجی :

1- نیروی جاذبه

2- مقاومت

3- اصطکاک نیروی عکس‌العمل زمین

4- نیروی شناور که خارج از بدن اعمال می شود

نیرو ها به چه صورت بر استخوان وارد می شوند؟

1- فشاری Compression : اگر دو نیرو ی مساوی و مختلف الجهت به دو انتهای استخوان وارد شود.

* در فشردگی ؛ حداکثر تنش در صفحه عمود بر بارگذاری به و جود می‌آید.

*در فشردگی ؛ قسمت تحت فشار کوتاه و پهن می شود و شکستگی آن به صورت ترک های مایل در واحد های استخوانی اتفاق می افتد.

2 - نیرو های کششی یا تنشی : دو نیروی که مساوی و مختلف الجهت استخوان را از انتها در بر می گیرند.

* حداکثر کشش در سطح عمود در داخل استخوان؛ آن را کشیده و مقدار کمی باریک می‌کند

3- نیرو های برشی Shearstress: به صورت موازی ودر خلاف جهت یکدیگر بر استخوان وارد می شوند.

*نیروی برشی باعث ایجاد لغزش، جابه جایی و ایجاد برش بر سطوح وارده می‌شود.

* آسیب های اسپاندیلولیستیزیس و مهره های کمری و لوردوز کمر براثر فشار نیروی برشی هستند.

* نمونه بارز آسیب های فشار برشی؛ سطوح مفصلی تیبا و کندیل هستند.

* نیرو های برشی؛ باعث شکستگی اپی فیز دیستال ران می شوند.

4- بارگذاری مرکب یا ترکیبی : اعمال بیش از یک نیرو بر یک جسم.

* نیروی ترکیبی رایج ترین نیروی است که بر بدن وارد می شود.

شامل دو نیرو است.

الف : نیرو های پیچشی یا چرخشی Torsion‌‌‌ : چر خاندن حول یک محور است.

ثابت بودن انتهای جسم و پیجش حول محور طولی آن است.

* نیروی پیچشی؛ باعث تنش برشی در استخوان می شود.

* نیروی پیچشی استخوان؛ باعث شکستگی های مایل یا مار پیچی می شود.

* نیروی چرخشی؛ در اندام تحتانی هنگامی که پا ثابت است و بدن تغییر جهت می دهد رخ می دهد.

* شکستگی های چرخشی؛ در خارج از استخوان و موازی با مرکز استخوان ایجاد می شوند.

ب: نیروی خمشی Bending: در اثر نیرو هایی که باعث پیچش استخوان حول محور آناتومیکی می‌شوند ایجاد می‌شود.

* از ترکیب دو نیروی فشاری و کششی ایجاد می شوند.

* استخوان ها به طور منظم در معرض نیرو های خمشی قرار دارند.

* استخوان ران و تیبیا در حالت ایستادن طبیعی تحت تأثیر نیروی خمشی قرار دارند.

* استخوان ها در نواحی که نیروی خمشی در حداکثر خود قرار دارد قوی تر هستند.

*استخوان‌ها در پاسخ به نیرو های خمشی : در قسمت محدب دچار شکستگی می شوند و علت آن این است که مقاومت استخوان در برابر نیرو های فشاری نسبت به نیرو های کششی بیشتر است.

* آسیب های خمشی؛ به وسیله نیرو های متعدد به نقاط مختلف استخوان وارد می شوند « عموما نیرو به 3 یا 4 نقطه وارد می شود» مثال شکستگی پای اسکی باز.

* از بار های خمشی 3 نقطه‌ی در آتل بندی استفاده می شود.

تعادل چیست؟ توانایی شخص برای کنترول ویا بازیابی مرکز ثقل در محوطه ی سطح اتکا می باشد.

تعادل به 3 دسته تقسیم می شود :

1- تعادل ایستا : سطح اتکا ثابت است و مرکز جرم حرکت می کند.

2- تعادل نیمه پویا : توانایی حفظ یک وضعیت در حالی که سطح اتکا ثابت و مرکز جرم در حال جا به جایی است.

3- تعادل پویا : توانایی حفظ و نگهداری حالت پایدار بدن در هنگام حرکت و جا به جایی.

راهبرد های تامین تعادل را نان ببرید؟

1- سیستم دهلیزی : اطلاعت حسی را درمورد سر و تغیرات گرانش را در اختیار می گذارد.

* به شکل نیم دایره است.

* زمانی که حس دهلیزی مختل شود؛ چشم ها در ثابت بودن بر روی یک رفرنس و مرجع ناتوان می شوند و حرکت آن ها برابر بوده و مخالف جهت حرکت سر عمل می‌کنند.

سیستم دهلیزی شامل 3 کانال یا مسیر است :

الف : کمک در حفظ وضعیت قائم : ارگان های حسی تعادل حواسی را از فضا و از طریق تحریکات مربوط به جاذبه در اختیار قرار می دهند.

*اطلاعت مربوط به این ارگان زمانی ظاهر می شود که فرد چشم های خود را بسته است.

ب: کنترول عضلات چشم از طریق رفلکس دهلیزی چشمی : به چشم ها این اجازه را می دهد تا در هنگام حرکت و یا ایجاد اغتشاش ثابت باشند.

ج: فراهم کردن اطلاعات مربوط به آگاهی از وضعیت بدن و شتاب گیری آن : زمانی ارائه می شود که تحریک از طریق تالاموس به کورتکس مغز فرستاده شود.

2- بینایی : اطلاعت حامله از حس بینایی باید با درون داده های حاصل از حس دهلیزی یکپارچه شوند.

* برای آگاهی از محیط فیزیکی است.

3- حس عمقی : شامل گیرنده های مکانیکی می باشد که در داخل پست، عظلات، محل اتصال عضله به تاندون و اطراف مفصل هستند.

* حس عمقی؛ در ارائه اطلاعت مربوط به لمس بدن و سرعت حرکت از دید بیرونی و آگاهی از الگو های حرکتی در طی فعالیت های روزانه نقش مهمی دارند.

* حس عمقی؛ در تقابل یک اغتشاش یا تحریک که خارج از توانایی تحمل بدن باشد پاسخ کافی و مفیدی ارائه می دهدکه فرد را از آسیب دیدگی حفظ می کند.

دوک عضلانی : اصلی ترین گیرنده در عضله اسکلتی است.

* دوک عضلانی؛ اطلاعت مربوط به میزان طول عضله را در اختیار سیستم عصبی مرکزی قرار می دهد.

دوک عضلانی به دوبخش تقسیم می شود :

1- درون دوکی

2- برون دوکی : در پاسخ به انقباض و انبساط عضله طول آن ها تحت تأثیر قرار می گیرند

اندام های وتری گلژی : در داخل تاندون ها و اتصال تاندون به عضله قرار دارد.

* کار اصلی وتری گلژی ارائه مکانیزم حفاظتی است.

* اندام های وتری گلژی زمانی فعال می شوند که یک عضله بیش از حد توانایی دچار کشیدگی شود.

* مهمترین فعل و انفعالات اندام های وتری گلژی؛ فعال شدن نورون های حرکتی بازدارنده است که از ادامه دادن انقباض عضله جلو گیری و از این طریق باعث جلو گیری از وقوع آسیب می شود.