Лекция тақырыбы: Биомеханика. Биомеханикалық шамалар

2. Диагностикалық зерттеулер кезінде өлшенетін шамалардың (механикалық, жылудық немесе акустикалық) табиғатын ажырата алады

3. Биологиялық объектілердің әртүрлі физикалық және механикалық сипаттамаларын анықтау әдістерін талдай біледі.
Лекция мазмұны: Биомеханика (био... және механика) — адам мен жануарлар қозғалысының заңдылықтарын, сондай-ақ, организмге сыртқы ортаның әр түрлі механикалық факторларының (жылдамдық, үдеу, тартылыс күші, т.б.) әсерін зерттейтін биологияның бір саласы. Биомеханика тірі тіндер, органдар және бүкіл организмнің механикалық қасиеттерін, оларда байқалатын механикалық құбылыстарды (адам мен жануарлардың іс-әрекетін, тыныс алуын, қан айналысын, қан тамырлары мен бұлшық еттердің серпімділік қасиеттерін, сүйектердің, буындардың, байламдардың беріктігін, т.б.) зерттейді.

Биомеханика құпияларын зерттеудің тарихы 13 ғасырдан Леонардо да Винчиден басталады. Ол адамның қозғалысын анатомия және механика тұрғысынан зерттеген. Бұл саланың дамуына Ресей ғалымдары И.М. Сеченовтің, П.Ф. Лесгафттың, Н.А. Бернштейннің зерттеулері зор ықпал етті. Қазақстанда биомеханикалық зерттеулер академик Б.А. Домбровский мен академик Ф. Мұхамедғалиевтің жұмыстарынан басталады.

20 ғасырдың ортасында биомеханика тыныс алу, қан айналу, қозғалыс-қимыл биомеханикасы болып 3 салаға бөлінді:

• 
  тыныс алу биомеханикасы тыныс алу мүшелері (өкпе, көкірек қуысы) қимылының динамикасын зерттейді;
  
• 
  қан айналу биомеханикасы жүрек пен қан тамырларының серпімділік қасиетін, қан ағыны заңдылықтарын, жүрек жұмысын зерттейді;
  
• 
  қозғалыс-қимыл биомеханикасы анатомия және теориялық механика негізінде қимыл мүшелерінің құрылымдық ерекшеліктерін, дененің қозғалу заңдылықтарын, буын қимылдарын қамтамасыз ететін бұлшық ет күшінің әсерін, дене массасының дене бөліктеріне таралу заңдылықтарын зерттейді.
  

Биомеханика саласындағы зерттеулердің еңбек пен спорт физиологиясы, ғарыштық биологиялық, ортопедия салаларын дамыту, жасанды тыныс алу, қан айналу аппараттарын жасау, бионика принциптеріне негізделген роботтар мен манипуляторлар құрастыру үшін маңызы зор.

Биомеханика негіздері туралы ерте заманнан білген. Аристотель өзінің «Жануарлардың қозғалысы және қозғалыс бөліктері» табиғи ғылыми еңбегінде, 2300 жыл өткеннен соң биомеханика ғылымы деп атайды деп негіз салған. Өзінің ғылыми трактатында жануарлар өмірін және адам мен жануарлар қозғалыс заңдылықтары туралы суреттейді.

Көне заманның атақты ғалым -медигі (Гиппократтан кейін) Клавдий Гален (б. э.131—201 ж.) болды. Гален ағзаның тұтастығын түсінді және функционалды ерекшелігіне байланысты нервтер үш топқа бөлінеді деп шешім шығарған: сезу мүшелеріне баратын және қабылдау қызметін атқарушы, бұлшық етке баратын және қозғалысқа жауап беруші,мүшелерге баратын және зақымдалудан қорғаушы. Оның негізгі еңбегі – «Адам денесі бөліктерінің міндеті».

Орта ғасырда механиканың дамуына атақты суретші,математик, механикжәне инженер Леонардо да Винчи (1452—1519 ж.) зерттеулері көп әсер етті. Леонардо функционалды анатомияның, биомеханиканың құрамдас бөлігінің негізін салушы болып табылады. Ол тек бұлшық еттің орнын ғана емес, дене қозғалысына әр бұлшық еттің маңызы туралы жазған. Мүшелердің қызметін зерттей отырып, ол ағзаны «табиғи механика» үлгісі ретінде қараған. Өз жұмысында былай деп жазған: «Бұлшық еттер қасындағы сүйектерден басталады және аяқталады, және ешқашанда бір ғана сүйекте басталмайды және аяқталмайды, өйткені олар өздерін қозғалтқаннан басқа ештеңе істей алмайды».

Биомеханика ғылымының негізін салушы италиялық табиғат зерттеуші, Мессин(1649) және Пизе (1656) университетінің профессорыДжованни Борелли болып табылады. Физикажәне астрономия аймағындағы жұмыстарынан басқа, математика және механика тұрғысынан анатомия және физиология сұрақтарын дамытқан. Ол адам мен жануардың дене бөліктері және аяқ-қолдарының қозғалысы ауыр көтеруді, жүруді, жүгіруді, жүзуді механикалық принципімен түсіндіруге болатынын көрсеткен. Ол бірінші рет жүректің қозғалысын бұлшық еттің жиырылуы деп пайымдаған, кеуде клеткасының қозғалыс механикасын зерттей келе, өкпенің пассивті кеңеюін анықтаған.

Адам жүрісінің бірінші үш бөлімді математикалық талдауын 1891 жылы Вильгельм Браун және оның студенті Отто Фишер жүргізді. Браун және Фишер бірінші рет адам денесінің салмағын, көлемін зерттеді (зерттеуді мәйіттерге жасады), және алынған мәліметтер ұзақ уақытқа дейін биомеханикалық стандарт ретінде қолданылды.

Биомеханиканы білу клиникалық медицинаға қажет. Көбінесе мүшелердің биомеханикасын білу олардың жұмысын реттеуді түсінуге көмектеседі; протез-ортопедиялықзаттарды құрастыруда биомеханика негізі болып табылады. Биомеханикамәліметтері қанайналым жүйесін диагностикалауда, жүрекке және өкпеге жасалатын отаға көрсеткішін немесе қарама-қарсы көрсеткіштерін анықтауға, жасанды қанайналым аппараттарын жасауға, жарақаттардың алдын-алу және емдеу мақсатында, спортсмендер жаттығу ғылыми жүйесін дамытуға, еңбекті ғылыми ұйымдастыруға қолданады.

Дененің биомеханика заңын науқастар және оған күтім жасайтын адамдардың жарақаттанбауы үшін білу қажет. Науқастың сүйек-бұлшықет жүйесі, анатомиялық ерекшеліктерін, ақау мен жетістіктерін білу науқасты тасымалдауға, оны әртүрлі қалыпта тасымалдау, төсектегі қалпын өзгертуге қажет. Медициналық қызметкерге де өз сүйек-бұлшықет жүйесітуралы білуі керек, өйткені тасымалдауға немесе науқастың дене қалпын өзгертуге жұмсайтын уақыт пен күшін дұрыс есептеуі қажет.

Науқасты тасымалдауды дұрыс ұйымдастыру – медициналық қызметкер мен науқастың қауіпсіздігіне кепілдік береді, жоғары сапалы емдік және диагностикалық процесс жағдайымен қамтамасыз етеді. Осыған байланысты әр тасымалдауға қатысатындар қауіпсіздік техникасымен танысуы керек.

Өзі жүру мүмкіндігі шектелген ауыр жағдайдағы науқас немесе адамды тасымалдау күрделі операция ретінде қаралуы тиіс. Бұндай адамдарды тасымалдар алдында істеу жоспары талқылануы керек: мақсаты жәнебаратын жері, қозғалыс ұзақтығы, тасымалдау түрі және әдісі, операцияға қатысушылар саны, әрқайсының рөлі, қозғалу бағытының қысқалығы және қауіпсіздігі, науқастың қалпы, оның жабдығы, қозғалуға көмектесетін заттар. Тасымалдауды тәжірибесі бар мейірбике басқарады, ол өз кезегінде емдеуші дәрігерден науқастың ауру ерекшелігі және тасымалдау кезінде науқас жағдайы нашарлауының алдын-алуы туралы нұсқау алады.

Науқастың өзін де тасымалдауды жүргізуге үйрету қажет. Егер науқас медициналық қызметкерге көмектесе алатын жағдайда болса, оған тасымалдау мақсаты туралы айтып беру керек, тасымалдауға ең ыңғайлы қалып туралы кеңесу, ұстаудың ауырмайтын әдістері, қолмен қармау әдісін қолданғанда қай қолынан ұстауға болатынын білу және тіреуге қай аяғын қолданатынын білу қажет. Егер науқас медициналық қызметкерге көмектесе алмайтын жағдайда болса, онда сенімділік және тыныштық жағдайын орнатуға тырысу керек, қозғалыстың басталғанын ескерту, қажет болса өткен кезеңдері туралы айтып отыру немесе қозғалыс кезінде болатын кедергілерді ескерту. Науқастың жағдайын үнемі мейірбике қадағалап отырады, ол қозғалыстың жылдамдығын, тоқтату, қауіпсіздіктің қосымша шараларын қабылдау немесе медициналық көмек шараларын жүргізеді.