Seminar - Medicinska fizika

Univerza v Ljubljani
Fakulteta za matematiko in fiziko
Oddelek za fiziko
seminarska naloga pri predmetu Medicinska fizika
področje: medicinska fizika
UDJE
Pripravile: Tajda Pirnat, Nina Lopič, Erika Jamnik, Ana Jerala,
3.letnik FMT
Mentorstvo: Matija Milanič, univ. dipl. fiz.
Ljubljana, maj 2010
1
Povzetek:
Spodnji ud razdelimo na tri osnovne predele: kolk in stegno, koleno in golen, gleţenj in stopalo.
Kosti zgornjega uda so: ključnica, lopatica, nadlahtnica, komolec, koţeljnica, podlahtnica, zapestje,
dlančnice, členki.
Mišice se preko kit pritrjujejo na kosti. Mišica je sestavljena iz snopov mišičnih vlaken. V snopu so
vlakna, ki se razdelijo na miofibrile – sestavljene so iz tankih in debelih beljakovinskih filamentov
aktinov in miozinov.
Mišice so motor telesa. Spreminjajo kemično energijo v mehansko in izvajajo delo. Delo mišic se
prek vezi prenaša na kosti in z gibanjem na celotno telo in okolico.
Molekule, ki opravljajo transport v celicah, imenujemo molekularni motorji. To so molekule
beljakovin – aktina in miozina. Ko miozin pleza po aktinu, se mišica krči.
Bolezni udov delimo v dve skupini – prirojene in travmatske. Prve so defekti udov, druge so zlom,
omrzlina, ozeblina, opeklina, periferna arterijska bolezen, akutna ishemija.
Proteze so pripomočki, ki funkcionalno in estetsko nadomestijo amputirano okončino ali njen del.
Delimo jih na proteze zgornjega in spodnjega uda. Znanstveniki razvijajo modularno bionično roko, ki je
gibljivejša od prejšnjih protez, poleg tega pa ima še čutno zaznavo.
Elektrostimulator je naprava, ki dovaja točno določene električne impulze na izbrani del telesa.
Anatomijo spodnjega in zgornjega uda ter zgradbo mišice je pripravila Tajda Pirnat.
Fizikalni pogled na delovanje udov je pripravila Nina Lopič.
Bolezni udov je pripravila Erika Jamnik.
Pripomočke in novosti le teh je predstavila Ana Jerala.
2
Kazalo:
1.
Uvod........................................................................................................................................... 4
2.
Anatomija zgornjega, spodnjega uda in zgradba skeletne mišice ......................................................... 5
3.
4.
5.
2.1.
Spodnji ud ........................................................................................................................... 5
2.2.
Zgornji ud ............................................................................................................................ 7
2.3.
Zgradba skeletne mišice ..................................................................................................... 8
Fizikalni pogled na delovanje udov ................................................................................................ 10
3.1.
Funkciji kosti in mišic sta nedeljivo povezani ........................................................................... 10
3.2.
Mišice ............................................................................................................................... 10
Bolezni udov .............................................................................................................................. 13
4.1.
Ohromelost ........................................................................................................................ 13
4.2.
Prirojene izgube udov .......................................................................................................... 13
4.3.
Travmatske izgube udov ...................................................................................................... 13
Pripomočki (proteze) ................................................................................................................... 17
5.1.
Proteze za roke .................................................................................................................. 17
5.2.
Proteze za noge ................................................................................................................. 19
6.
Zaključek................................................................................................................................... 22
7.
Viri ........................................................................................................................................... 23
7.1.
Viri (2) ............................................................................................................................... 23
7.2.
Viri (3) ............................................................................................................................... 23
7.3.
Viri (4) ............................................................................................................................... 23
7.4.
Viri (5) ............................................................................................................................... 23
3
1. Uvod
V seminarju najprej podrobneje predstavimo anatomijo noge in roke ter zgradbo celice skeletne
mišice - mišičnega vlakna.
Funkciji mišic in kosti sta nedeljivo povezani. V seminarju se osredotočimo na delovanje mišic.
Razloţimo teorijo drsečih filamentov, podrobneje opišemo še ciklus krčenja progaste mišice.
V nadaljevanju seminarske naloge je predstavljenih nekaj najbolj pogostih bolezni, ki so značilne za
ude - kaj je značilno za posamezno bolezen, kako ta nastane in kakšne poškodbe na udih lahko
povzroči. Bolezni razdelimo v dve skupini – prirojene in travmatske.
Na koncu predstavimo še proteze za zgornji in spodnji ud, njihov razvoj, uporabnost ter
prilagodljivost za uporabnike. Predstavimo tudi elektrostimulatorje.
4
2. Anatomija zgornjega, spodnjega uda in zgradba skeletne mišice
2.1.
Spodnji ud
Spodnji ud razdelimo na tri osnovne predele:
- kolk in stegno,
- koleno in golen,
- gleţenj in stopalo.
Stegnenica je pri človeku najdaljša in najmočnejša kost. Nanjo delujejo velike dinamične
obremenitve v vseh smereh. Sluţi prenosu sil (tlačne, nateg in zasuk) med medenico in kolenom oz.
golenjo. Anatomsko se deli v zgornji, srednji in spodnji del. Glede na posebnosti zlomov in s tem
povezanega zdravljenja pa jo delimo na glavo, vrat, trohanterni in subtrohanterni del, deblo (diafizo) in
spodnji del.
1 Kosti spodnjega uda.
Kolenski sklep je največji sklep v človeškem telesu. Pleg stegnenice in golenice je sestavni del
sklepa tudi pogačica, ki je sezamoidna kost v kiti četveroglave mišice stegna (iztegovalka kolena).
Golen sestavljata golenica (tibija) in mečnica (fibula).
5
2 Shema kosti in mehkih tkiv v kolenskem sklepu, B – Kosti v kolenskem sklepu.
Stopalo je sestavljeno iz nartnic in stopalnic ter prstov, ki se naprej delijo na členke. Nartnice
spadajo podobno kot pri roki med male kosti, ki so bistvene za obliko in normalno funkcijo stopala.
Skupaj s stopalnicami in ob pomoči vezi stopala oblikujejo oz. vzdrţujejo stopalni lok. Točke, na katerih
se stopalo dotika tal, so peta (petnica) in sprednji del stopala (glavice stopalnic). Prsti (zlasti palec) pa
so pomembni za vzdrţevanje ravnoteţja.
3 A – Kosti stopala, B – Zgornji skočni sklep v nevtralnem položaju in plantarni fleksiji (levo).
6
2.2.
Zgornji ud
Roka je pritrjena na telo s kostmi v rami, s pomočjo katerih se tudi giblje. Zadaj je lopatica ploščata kost v obliki lista. Spredaj je daljša, tanjša kost, ki se imenuje ključnica. Te kosti
predstavljajo točke, kamor so pritrjene mišice, ki premikajo roko.
Tri močne kosti v rokah delajo skupaj z mišicami rok in ti pomagajo, da se premikaš in prenašaš
stvari.
Dolga kost v nadlakti se imenuje nadlahtnica. Dve kosti v podlakti se imenujeta koţeljnica in
podlahtnica. Te kosti se vrtijo druga okoli druge, ko obračaš in vrtiš zapestje.
Dlan je sestavljena iz 27 kosti. Zaradi njih so dlani izredno gibljive in ti omogočajo prijemanje,
stiskanje in natančne gibe, kot je vtikanje niti v šivanko.
Kosti dlani lahko razdelimo v tri skupine: kosti zapestja, dlančnice ter členke prstov in palca.
4 Kosti zgornjega uda.
7
2.3. Zgradba skeletne mišice
Celica skeletne mišice se imenuje mišično vlakno. Mišična vlakna so v primerjavi z drugimi
telesnimi celicami precej velika; dolga so od 1 do 60 µm.
Mišična vlakna so obdana s tremi vrstami čvrstih vezivnih ovojnic. Prva vrsta ovojnic (endomizij)
obdaja vsako mišično vlakno posebej, druga vrsta ovojnic (perimizij) obdaja več mišičnih vlaken skupaj
in jih tako zdruţuje v snope, tretja vrsta (epimizij) pa obdaja celotno mišico. Te vezivne ovojnice se na
koncih mišice zdruţijo in tvorijo kite, s katerimi so mišice pritrjene na skelet.
5 Zgradba mišice.
Kot vsaka celica, ima tudi mišično vlakno celično membrano – sarkolemo, ki omogoča prenos
različnih snovi v in iz celice. Znotraj vsake celice se nahajajo energetsko bogate molekule in številne
strukture, ki celici omogočajo delovanje.
Sedaj smo pri bistvenem delu mišice: elementi mišičnih celic, s pomočjo katerih se mišica
dejansko krči, se imenujejo miofibrile. Te so nadalje sestavljene iz dveh različnih beljakovinskih struktur
- filamentov, tanjšega aktina in debelejšega miozina. Vsak miozinski filament je obdan s šestimi
aktinskimi.
Miozin in aktin se na vsakem koncu pripenjata na tako imenovani Z-disk, ki poteka prečno na
mišično vlakno.
Enoti miofibrile, ki poteka od enega Z-diska do drugega pravimo sarkomera. Sarkomera je
najmanjša funkcionalna enota mišice. Dolga je okrog 2,5 µm in v premeru meri okrog 1µm.
Ureditev aktina in miozina v sarkomeri da značilni prečnoprogasti videz skeletne mišice. Vsaki
temnejši progi pravimo A pas, svetlejši pa I pas. Poleg Z-diska dajejo miofibrilam fizično oporo in s tem
moţnost delovanja še nekateri drugi filamenti.
8
6 Zgradba mišičnega vlakna.
V eni miofibrili je pribliţno 3000 aktinskih in 1500 miozinskih filamentov, vendar pa zaradi svoje
velikosti miozinski filamenti sestavljajo okoli 65% beljakovin skeletnih mišic.
9
3. Fizikalni pogled na delovanje udov
3.1.
Funkciji kosti in mišic sta nedeljivo povezani
Med krčenjem mišice povlečejo tudi kosti. Kite pritrjujejo mišico na kost in prenašajo silo, nastalo v
mišicah. Usklajeno delovanje urejujejo prek gibalnih ţivčnih vlaken gibalna središča v osrednjem
ţivčnem sistemu.
Večina telesnih gibov temelji na fizikalnem načelu vzvoda. Pri tem na en del vzvoda deluje s svojo
silo mišica, ki prek oporne točke (torišča) deluje na drugi del vzvoda, kjer je breme. Vzvod predstavljajo
kosti, ki imajo oporno točko na sklepu. Torej je delovanje udov povezano s silami in navori.
3.2.
Mišice
3.2.1. Delovanje mišic
Mišice so motor telesa. Spreminjajo kemično energijo, shranjeno v energijsko bogatih snoveh, v
mehansko in izvajajo delo. Delo mišic se prek vezi prenaša na kosti in z gibanjem na celotno telo in
okolico. Vendar je pri pretvarjanju kemične energije v mehansko izkoristek slab, saj se za krčenje mišic
izkoristi le 25 % kemične energije. Ostalo se zgubi v obliki toplote.
Mišice delujejo tako, da se krčijo in raztezajo. Med krčenjem se skrajšajo tudi za 40 % in tako
pribliţajo obe točki, ki se prek kit pripenjata na dve različni kosti prek sklepa.
Opisujem skeletne mišice, katerim pravimo tudi hotne mišice, saj njihovo krčenje in s tem gibanje
telesa uravnavamo zavestno. To pomeni, da moramo, preden mišico skrčimo oz izvedemo določen gib,
imeti idejo o namenu. Ta ideja nastane v moţganski skorji. Moţganska skorja je odgovorna tudi za
nastanek električnega draţljaja za izvedbo tega giba.
Če ţelimo, da se mišica skrči, jo moramo stimulirati z električnimi draţljaji. Ti so lahko notranji
(nastajajo v telesu) ali zunanji (terapevtska električna stimulacija mišic). Kar dejansko sproţi mišično
krčenje je električni draţljaj = akcijski potencial, ki od mesta nastanka potuje po ţivčnem sistemu
(vlaknu) do mišic (mišične celice).
Na koncu ţivčnega vlakna, v ţivčnem končiču, akcijski potencial povzroči sproščanje kemičnih
prenašalcev – nevrotransmiterjev , v reţo med ţivčnim končičem in mišično celico. Ta reţa se imenuje
sinapsa.
Nevrotransmiterji, ki jih je sprostila ţivčna celica, sproţijo akcijski potencial v mišični celici. Ta zelo
hitro potuje po mišični celici in po posebnih strukturah - T-tubulih - v njeno notranjost.
Akcijski potencial v mišični celici odpre skladišče kalcija (stranske vrečke sarkoplazmatskega
retikuluma). Kalcij se sprosti v znotrajcelično tekočino, kjer so tudi glavni elementi za mišično krčenje –
filamenti aktina in miozina.
3.2.1.1.
Mišice se krčijo tako, da se aktin pomika ob miozinu – teorija drsečih filamentov
Miozinske glave v plezajo po aktinskih filamentih in jih vlečejo ob sebi z obeh koncev proti sredini.
Aktinski filamenti se začnejo pomikati drug proti drugemu in mišica se začne krajšati in s tem krčiti (slika
7). Ker gibanje omogočajo aktini in miozini, torej posebno zgrajene nitaste molekule (polimerne
molekule), jih imenujemo tudi »molekularni motorji«.
Krčenje mišice je posledica medsebojnega delovanja aktina in miozina, ki ga lahko primerjamo s
plezanjem človeka po vrvi, pri čemer je vrv aktin, človek je miozin, njegove roke pa so miozinske
glavice. Med plezanjem človek z rokami preprijema vrv in se vleče navzgor: eno roko iztegne navzgor,
se oprime vrvi in se potegne navzgor, medtem z drugo roko vrv izpusti, jo iztegne navzgor, kjer se
zopet oprime vrvi itn.
10
7 Shematski prikaz krčenja miofibril po teoriji drsečih filamentov. [3]
3.2.1.2.
Ciklus krčenja progaste mišice
Ko se odpravimo na pot, ţelimo čim hitreje, varno in zanesljivo priti iz kraja A v kraj B. Izberemo
poti, ki povezujejo izhodišče s ciljem, in prevozno sredstvo, ki nam je na voljo in ki ustreza poti. Tako
reševanje problema ni omejeno zgolj na makroskopski svet – tudi v celicah je prevoz organiziran na
podoben način.
V celicah ţivih bitij je za premikanje in prenos snovi vzpostavljen transportni sistem, ki temelji na
usmerjenem gibanju vzdolţ vnaprej začrtanih poti. Tako usmerjeno gibanje je pri transportu snovi in
premikanju bistveno bolj učinkovito kot, recimo, prosta difuzija molekul v prostoru. Molekule, ki
opravljajo transport, imenujemo molekularni motorji. To so posebni preoteini, ki imajo sposobnost
uporabiti kemijsko energijo, praviloma shranjeno v molekulah adenozin-tri-fosfata (ATP), za usmerjeno
gibanje v določeni smeri po vnaprej predpisani poti. Za boljše razumevanje lahko poiščemo analogijo v
makroskopskem svetu: molekularne motorje nadomestimo z avti, molekule ATP z gorivom, filamente,
vzdolţ katerih se gibljejo motorji, pa z enosmernimi cestami. [2]
11
8 Ciklus krčenja progaste mišice. [3]
A - Na začetku ciklusa krčenja se sprostijo v medcelični prostor kalcijevi ioni, ki povzročijo
razgaljenje vezavnih mest na aktinskih molekulah (pike). Nanje se veţejo miozinske glave, na katerih je
ATP.
B – Takoj nato se ATP razcepi na ADP in anorganski fosfat (Pi), pri tem pa se sprosti sila, ki je prej
drţala glavo v napetem poloţaju in potegne aktinski filament naprej.
C – Na miozinske glave se veţe nova molekula ATP. Energija ATP se porabi za sprostitev
miozinske glave od vezavnega mesta na aktinu ter za ponovno napetje miozinske glave v prvotni
poloţaj.
Č – Če so vezavna mesta še vedno razgaljena (če je kalcij še prisoten), se glava veţe na sosednje
prosto mesto in ga potegne, drugače pa čaka na novo sprostitev kalcija.
Ko akcijski potencial mine, se skladišča kalcija zaprejo, posebne črpalke pa črpajo kalcij iz
znotrajcelične tekočine nazaj v skladišče. Pri tem ima pomembno vlogo magnezij, saj spodbuja črpanje
kalcija. Črpalke za svoje delovanje potrebujejo energijo, ki jo dobijo iz ATPja.
Medtem se loči tudi kalcij, ki je vezan na aktinu, miozin se loči od aktina in vezavno mesto za
miozin se zopet zakrije. Mišica se sprosti.
12
4. Bolezni udov
4.1.
Ohromelost
Pojem ohromelosti pomeni popolno ali delno izgubo občutkov ali moči (paraliza) za gibanje mišic v
posameznih organih ali po vsem telesu. Navadno je posledica bolezni ali poškodbe moţganov,
hrbtnega mozga ali ţivcev, pojavi pa se lahko tudi zaradi bolezni mišičja.
Vrste ohromelosti so različne, odvisno od tega, katero mesto prizadenejo in v kakšnem obsegu. Če
ohromi vse telo, govorimo o splošni ohromelosti, če je prizadeta en stran telesa, zlasti po kapi,
govorimo o hemiplegiji, pri paraplegiji je ohromljen spodnji del telesa s spodnjimi udi, pri tetraplegiji so
ohromljeni vsi udje, pri diplegiji pa so ohromljeni skladno določeni deli na obeh straneh telesa. Bolezni,
ki lahko privedejo do ohromelosti so lahko prirojene ali travmatske izgube udov (omrzline in ozebline,
gangrena, pariferna arterijska bolezen, akutna ishemija uda).
4.2.
Prirojene izgube udov
4.2.1. Defekti udov
Defekti udov so lahko delni (meromelija) ali popolni (amelija). Ponavadi so povezani z raznimi
sindromi, med njimi najbolj znan a še ne povsem raziskan je Moebiusov sindrom.
4.2.2. Razlike med defekti
V nekaterih primerih so kosti odsotne in zakrnele dlani ali stopala se drţijo trupa (fokomelija).
Fokomelije so posledice izgube ali nerazvitosti elementov v udnem brstiču. Lahko pa so prisotni vsi
segmenti udov vendar nenormalno kratki. Te nepravilnosti so predvsem zelo redke in lahko tudi dedne.
Druge vrste motnja je polidaktilija, kjer so prisotni dodatni prsti ter sindaktilija, ki se odraţa s
spojitvijo enega ali več prstov in palca.
9 Polidaktilija.
10 Sindaktilija.
4.3.
Travmatske izgube udov
4.3.1. Periferna arterijska bolezen
Kri se po človeškem telesu pretaka po ţilah, ki jim pravimo arterije. Normalno prehodne arterije
zagotavljajo nemoteno preskrbo tkiv in organov s krvjo. Kadar se v procesu, ki mu pravimo
13
ateroskleroza, začnejo v stenah kopičiti predvsem maščoba, kalcij in druge snovi, postaja svetlina
arterij vse manjša. Krvni pretok se lahko zaradi zoţitve ţilne svetline sprva upočasni, če bolezen
napreduje, pa se lahko popolnoma ustavi.
Kadar so prizadete arterije zgornjih ali spodnjih okončin govorimo o periferni arterijski bolezni
(PAB). Bolezen se razvija počasi in bolniku šele v napredovalnem obdobju bolezni arterij spodnjih
okončin pojavi občasno šepanje (intermitentna klavdikacija). Zanjo je značilna stiskajoča bolečina v
mečih ali stegnu, ki se pojavi med hojo.
Nadaljne napredovanje ateroskleroze lahko zmanjša pretok v arterijah (govorimo o kritični ishemiji
uda), v tem stadiju se bolečina v nogi pojavi ţe med mirovanjem. Če se takšno stanje nadaljuje, lahko
privede na udu do propada in odmrtja tkiva.
Najpomembnejši dejavnik tveganja PAB je kajenje. Kar 80 % bolnikov kadi ali pa je v preteklosti
kadilo. Drugi velik dejavnik za nastanek PAB je sladkorna bolezen. Ta lahko 2 – 3 krat poveča tveganje
za nastanek PAB. Ostali dejavniki, ki povzročajo PAB pa so še: debelost, telesna nedejavnost, zvišan
krvni pritisk, povečane vsebnosti maščob in holesterola v krvi…
4.3.2. Akutna ishemija uda
Akutna ishemija uda je bolezensko stanje, pri katerem nenadno zmanjšanje pretoka skozi krvi
okončino ogroţa preţivetje uda. K akutni ishemiji uda ne prištevamo periferne arterijske bolezni iz
stadija intermitentne klavdikacije do bolečine med mirovanjem ali gangrene.
Najpogostejša vzroka akutne ishemije uda sta embolična ali trombotična zapora večje arterije uda.
Nekateri drugi, sicer redkejši vzroki za nastanek akutne ishemije uda so še poškodba arterije, tromboza
pri vbrizgu različnih učinkovin (zasvojenci)…
Glede na klinično stopnjo ishemije lahko prizadeti ud razdelimo v tri razrede. V prvo skupino
spadajo bolniki, kjer ud ni neposredno ogroţen in kjer ni znakov izgube motorike. V drugi skupini, (ki je
razdeljena v dva podrazreda) so bolniki, kjer je ud neposredno ogroţen. Odlašanje z invazivnim
posegom v tej skupini bolnikov lahko pomeni tudi izgubo uda. V tretjo skupino pa spadajo bolniki, kjer
ud kaţe znake ireverzibilnih tkivnih sprememb. V tej skupini je potrebno bolnikovo ţivljenje reševati z
amputacijo uda.
11 Embolija roke.
14
12 Klinični stadij IIa.
13 Klinični stadij IIb.
14 Klinični stadij III.
4.3.3. Omrzline in ozebline
Omrzline so poškodbe tkiva, ki nastanejo pod temperaturo ledišča. Ločiti jih moramo od ozeblin, ki
so kronične poškodbe in nastanejo pri temperaturah nad lediščem. Najpogosteje omrznejo
najobrobnejši deli telesa, ki jim refleksni mehanizmi ţilja v mrazu preprečijo dotok tople krvi: prsti rok
in/ali nog, nos, uhlja, lica, redkeje cel zgornji ali spodnji ud.
Pri omrzlinah ločimo 4 stopnje: stopnji 1 in 2 imenujemo povrhnje omrzline, saj nam jih uspe
navadno pozdraviti brez posledic. Stopnji 3 in 4 pa imenujemo globoke omrzline, ker prizadenejo tudi
globlja tkiva in se navadno končajo z amputacijami.
Stopnja 1: začetni odrevenelosti prstov sledijo bolečine in mravljinčenje. Koţa je bleda, tu in tam
pomodri. Ob ogrevanju prizadeti del dobi prvotno barvo. Ne puščajo trajnih posledic.
15
Stopnja 2: modrikasta koţa je ponekod bleda. Na bledih mestih se po 12 urah pojavijo mehurji z
bistro tekočino. Prisotna je močna bolečina. Ko se mehurji odluščijo, nastane nova koţa, ki je za mraz
lahko občutljivejša; včasih se lahko pojavijo motnje znojenja.
Stopnja 3: začetne bolečine izginejo, pojavi se popolna neobčutljivost. Modrikasta koţa posivi in v
12 urah nastanejo mehurji s krvavkasto vsebino. Kljub zdravljenju teţko preprečimo izgubo tkiva.
Stopnja 4: bolečin ni. Temno siva barva koţe napoveduje obseţen propad tkiva.
4.3.4. Zlom
Ena izmed najpogostejših travmatskih bolezni udov je zlom. Zlom kosti je prekinitev kosti zaradi
delovanja sile. Kost je lahko zlomljena, počena ali nalomljena. Kadar pride do zloma hitro, z enkratno
poškodbo temu pravimo akuten zlom ali pa se zlom primeri zaradi ponavljajočega se
preobremenjevanja kosti v nekem daljšem časovnem obdobju. Ločimo med zaprtimi in odprtimi
(kompliciranimi) zlomi. Za prve je značilno, da je koţa v predelu zloma cela, pri odprtih zlomih pa je
koţa na področju zloma ranjena in zaradi tega obstaja moţnost dodatne infekcije.
Najpogostejši simptomi za take zlome so bolečine v prizadetem udu, ki so z dodatno obremenitvijo
vse hujše ter občutljivost za dotik in otekanje, zmanjšana ali onemogočena gibljivost in sprememba
oblike uda (deformacija).
15 Zlom nadlahtnice.
4.3.5. Opekline
Opleklinske rane nastanejo zaradi delovanja toplotne, kemične ali električne energije na tkiva.
Najpogosteje so posledica delovanja toplotne energije v obliki suhe vročine (plamen, razbeljena
kovina,…) ali dotika koţe z vročimi tekočinami (para, vrela voda, olje).
Resnost opeklinske rane je odvisna od časa delovanja vira, ki je rano povzročil, količine oz. jakosti
vira ter površine in področja telesa, ki ga je vir prizadel.
4.3.5.1.
Opekline delimo v tri stopnje:
Opekline prve stopnje (laţja opeklina): poškodovana je samo zunanja plast koţe ali povrhnjica ali
pa je prizadeta tudi podkoţna plast v manjšem obsegu. Koţa je na prvi stopnji opeklin rdeča, otečena
in boleča.
Opekline druge stopnje (srednje teţke opekline): poškodovano je večje območje koţe in tudi
notranja usnjica v kateri je večina koţnih prvin. Koţa je pordela, otekla, pokrita z mehurji, pogosto pa so
prisotne tudi hude bolečine.
Opekline tretje stopnje (kritične opekline): poškodbe, ki vključujejo vse plasti koţe in segajo tudi v
mišičevje, mišice in kosti, področje pa je belo in suho.
16
5. Pripomočki (proteze)
Protétika je veja medicine, ki se ukvarja z nadomeščanjem manjkajočih delov telesa in izdelavo
teh delov iz ustreznih snovi.
Proteze so pripomočki, ki funkcionalno in estetsko nadomestijo amputirano okončino ali njen del.
Včasih so jih delali iz nerjavečega jekla (+ trdnost, trdota, ţilavost; - teţa, videz), aluminija (+ lahek; hitra poškodba), usnja (+ lahko se ga obdeluje; - slabo se čisti), zadnja leta pa so bolj v uporabi
plastični materiali (+ lahki za obdelovanje; - ne zdrţijo večjih ali poavljajočih obremenitev) in ogljikova
vlakna (+ trdota, trdnost; - zahtevna in draga obdelava).
Narediti dober in uporaben posnetek roke ali noge je izredno teţko. Noga (koleno) prenaša izredne
sile, roka pa je tako precizen aparat in vsestransko uporaben inštrument, da si niti ne predstavljamo.
Zaradi neštetih moţnosti uporabe zdrave roke (ali noge) oseba ob izgubi ne trpi samo zaradi
funkcionalne izgube, ampak ima ta tudi velik psihološki vpliv.
5.1.
Proteze za roke
Glede na višino jih delimo:
16 Proteza za dlan.
17 Proteza do komolca.
18 Proteza do rame.
19 Proteza z ramo.
5.1.1. Razvoj protez z ramo
5.1.1.1.
Klasična proteza – 3 gibi
Ta proteza roke ima pregib v ramenu in komolcu, konča pa se s kleščami. Roko se iztegne tako, da
glavo zasukaš v smer proteze in z brado pritisneš vzvod, potem pa si z gibom telesa pomagaš, da se
roka iztegne. Je zelo naporna za uporabo, saj te ţe po 20 minutah boli vrat zaradi nenaravnega
poloţaja in napora pri pritiskanju.
5.1.1.2.
Proto 1 – 7 gibov
Amputiranim v podzavesti ostajajo podobe zdravih udov, saj imajo v moţganih zarisan grobi
zemljevid telesa, ki z izgubo uda ne izgine. Ţivci, ki vodijo do štrclja, še vedno lahko prenašajo
sporočila iz moţganov, a da bi jih nekako povezali z računalniškimi kabli v protezi, ni mogoče zaradi
17
odprte rane, kjer bi ţica vstopila v telo, in z njo povezanimi nevarnimi okuţbami. Zato kirurgi opravijo
zapleteno operacijo, med katero ţivce iz štrclja preusmerijo do druge mišice. Po več mesecih, ko ti ţivci
milimeter za milimetrom rastejo globlje v svoje novo domovanje, ljudje ob dotiku te mišice začutijo svoj
izgubljeni ud. Ko ga v mislih premaknejo, se skrči resnična mišica, ki odda dovolj močan električni
impulz, da ga zazna elektroda, nameščena na koţi. Vsak gib ima določen mišični signal in računalnik v
protezi, ki je povezan z elektrodami, je programiran tako, da prepozna vsak impulz in nato aktivira
ustrezen motor v protezi.
20 Uporaba bionične roke.
Ena od teţav pri teh protezah je, da če se nastavek na štrclju le malce premakne, človek ne more
več premikati nadomestnega uda. Druga pa, da se dlan zapira, dokler se ne oklene nečesa trdnega (na
primer; ne moreš prijeti plastičnega lončka).
5.1.2. Modularna protetična roka – do 22 gibov
21 Modularna protetična roka.
Teţa bionične roke je pribliţno 3.5 kg, toliko kot tehta povprečna roka odraslega človeka, dvigne pa
lahko do 27 kg.
Je gibljivejša od Proto1 in ima čutno zaznavo. Blazinice na konicah prstov zaznajo pritisk, tresljaje
in temperaturo. Podatki se brezţično prenašajo v polja elektrod, od tam pa po ţivcih naprej v moţgane.
Blazinice so povezane z valjastimi palčkami, ki pritiskajo na štrcelj. Večji ko je pritisk, močnejša je
zaznava v uporabnikovih fantomskih prstih. Glede na to, kako hitro nihajo palčke, čutijo tudi razliko med
grobo in gladko površino, po kateri podrgnejo s prsti.
5.1.3. Rešitev za tetraplegike
Znanstveniki in zdravniki poskušajo olajšati ţivljenje tudi tetraplegikom. V nasprotju z amputiranci
imajo oni še vse ude, a jih ne morejo uporabljati.
18
Tetraplegik ima še vedno prstne mišice in ţivce, ki jih nadzorujejo, vendar je pot sporočil iz
moţganov prekinjena ţe v vratu. Iz roke so potegnili osem mikrotankih elektrod, ki tetraplegikove prsi
povezujejo s prstnimi mišicami. Kadar mišica v njegovih prsih trzne, sproţi signal in ta prek radijskega
oddajnika potuje v majhen računalnik, obešen na invalidskem vozičku. Računalnik pretvori signal in ga
pošlje nazaj v sprejemnik, nameščen v njegovih prsih, od tam pa se po ţicah prenese navzdol po roki v
dlan. Tam signal ukaţe njegovim prstnim mišicam, naj sklenejo prste v prijem – vse to se zgodi v nekaj
mikrosekundah.
Zaenkrat je ta tehnika še na poskusni stopnji.
5.2.
Proteze za noge
Glede na višino jih delimo:
22 Proteza za stopalo.
23 Proteza do gležnja.
24 Proteza do kolena.
25 Proteza s kolenom.
26 Proteza s kolkom.
19
27 Cheetah.
Cheetah (gepard) - njihova oblika je podobna zadnjim okončinam te hitre zveri. Narejene so iz
karbona. Uporabljajo jih največ športniki.
Razvijajo umetne noge na električni pogon. Motorizirane vzmeti v gleţnju ki za delovanje potrebuje
električno energijo, se pri odrivu obnašajo kot prava noga – varčujejo z energijo in čim manj
obremenjujejo sklep.
28 Motorizirana noga.
5.2.1. Elektrostimulatorji
O elektrostimulaciji govorimo takrat, ko s pomočjo naprave - profesionalnega stimulatorja,
dovajamo točno določene električne impulze na izbrani del telesa. Preko bakrenih ţic stečejo impulzi
do elektrod, ki jih običajno postavimo na akupunkturne točke. Za točke je znanstveno dokazano, da ima
na njihovem mestu tkivo zmanjšan električni upor.
Mišični elektrostimulatorji so odlično dopolnilo treningu. Mišični elektrostimulator so izredno
učinkovit pripomoček za razvijanje in izboljšanje sposobnosti mišic, za ponovno doseganje ali
vzdrţevanje forme po obdobju neaktivnosti ali poškodbah, za ohranjane zdravja, skrb za telo, aktivno
regeneracijo po športni aktivnosti, sproščanje po naporih, odpravo bolečin in za dobro počutje.
20
Glavne prednosti elektrostimulatorjev so:
bistveno izboljšanje športnih sposobnosti
povečanje vzdrţljivosti
pridobitev moči in hitrosti
hitrejša regeneracija po športni aktivnosti
sprostitev po naporih
bistveno krajša in uspešnejša rehabilitacija po poškodbah
povrnitev oz. pridobitev mišične mase
lajšanje / odprava bolečin
29 Elektroda za elektrostimulator.
30 Elektrostimulator na spodnjem udu.
21
6. Zaključek
Skelet in mišičje je potrebno za delovanje človeškega telesa, njuno podrobnejše poznavanje pa
ima pomembno vlogo v medicini.
Mišice so motor telesa. Skupaj s kostmi omogočajo gibanje človeka. Za krčenje in raztezanje mišic
sta pomembna molekularna motorja aktin in miozin.
Kljub velikim naporom, delovanje protez ni popolno. To so orodja, ki ne morejo nadomestiti
naravnega uda. Ampak nekateri amputiranci pa se s tem ne strinjajo. S svojimi protezami so več kot
zadovoljni in jih ne bi več zamenjali za prave roke in noge. Nekatere proteze so res zmogljivejše in kdo
ve, mogoče bomo pravim udom kdaj dodajali umetni oklep.
22
7. Viri
7.1.
Viri (2)
http://www2.arnes.si/~bpodgo1/kostir.html (slika za zgornji ud)
http://www.cenim.se/263-a.html (obe sliki za mišično vlakno)
7.2.
Viri (3)
Druţinska enciklopedija Guinness
Mojca Vilfan: Manipulacija molekularnih motorjev z optično pinceto, PACS: 87.16.Nn, 87.80.Cc
http://webset.fe.uni-lj.si/biologija/bio_poglavje9.html (3.5.2010)
Marjan Pocajt, Anton Širca: Anatomija in fiziologija
Agamemnon Despopoulos, Stefan Silbernagl: Color Atlas of Physiology
7.3.
Viri (4)
http://www.ezdravje.com/si/srce/noge/
http://www.medicinski-mesecnik.com/strokovni_abstract/ak_ishemija_udov.htm
http://www.nasa-lekarna.si/sl/clanki/clanek/ozebline-in-omrzline/
Druţinski zdravstveni vodnik – mladinska knjiga 1998
http://www.student-info.net/sismapa/skupina_doc/mf/knjiznica_datoteke/1232378931_65_sklet_misice_koza.pdf
7.4.
Viri (5)
National Geographic Slovenija, januar 2010, št.1
http://elektrostimulator.si/
http://www.gore-ljudje.net/novosti/39747/
http://studenti.zf.uni-lj.si/tasner/home.html
http://www.youtube.com/watch?v=R0_mLumx-6Y&feature=player_embedded
[1]
[2]
[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
23