ΑΝΑΤΟΜΙΚΗ ΜΕΛΕΤΗ ΤΩΝ ΟΣΤΙΚΩΝ ΔΟΚΙΔΩΝ ΤΟΥ ΑΣΤΡΑΓΑΛΟΥ ΤΟΥ ΑΝΘΡΩΠΟΥ ΜΕ ΤΗΝ ΜΕΘΟΔΟ ΤΗΣ ΦΩΤΟΕΛΑΣΤΙΚΟΤΗΤΑΣ

Transcript

1 ΕΘΝΙΚΟΝ ΚΑΙ ΚΑΠΟΔΙΣΤΡΙΑΚΟΝ ΠΑΝΕΠΗΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ ΙΑΤΡΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΑΝΑΤΟΜΙΑΣ - ΑΝΑΤΟΜΕΙΟ ΔΙΕΥΘΥΝΤΗΣ: ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΠΑΝΑΓΙΩΤΗΣ ΣΚΑΝΔΑΛΑΚΗΣ ΑΝΑΤΟΜΙΚΗ ΜΕΛΕΤΗ ΤΩΝ ΟΣΤΙΚΩΝ ΔΟΚΙΔΩΝ ΤΟΥ ΑΣΤΡΑΓΑΛΟΥ ΤΟΥ ΑΝΘΡΩΠΟΥ ΜΕ ΤΗΝ ΜΕΘΟΔΟ ΤΗΣ ΦΩΤΟΕΛΑΣΤΙΚΟΤΗΤΑΣ ΔΙΔΑΚΤΟΡΙΚΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ ΕΥΑΓΓΕΛΟΣ Χ. ΜΠΟΥΡΟΣ ΦΥΣΙΟΘΕΡΑΠΕΥΤΗΣ Msc ΑΘΗΝΑ 2018

2 ΕΘΝΙΚΟΝ ΚΑΙ ΚΑΠΟΔΙΣΤΡΙΑΚΟΝ ΠΑΝΕΠΗΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ ΙΑΤΡΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΑΝΑΤΟΜΙΑΣ - ΑΝΑΤΟΜΕΙΟ ΔΙΕΥΘΥΝΤΗΣ: ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΠΑΝΑΓΙΩΤΗΣ ΣΚΑΝΔΑΛΑΚΗΣ ΑΝΑΤΟΜΙΚΗ ΜΕΛΕΤΗ ΤΩΝ ΟΣΤΙΚΩΝ ΔΟΚΙΔΩΝ ΤΟΥ ΑΣΤΡΑΓΑΛΟΥ ΤΟΥ ΑΝΘΡΩΠΟΥ ΜΕ ΤΗΝ ΜΕΘΟΔΟ ΤΗΣ ΦΩΤΟΕΛΑΣΤΙΚΟΤΗΤΑΣ ΔΙΔΑΚΤΟΡΙΚΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ ΕΥΑΓΓΕΛΟΣ Χ. ΜΠΟΥΡΟΣ ΦΥΣΙΟΘΕΡΑΠΕΥΤΗΣ Msc ΑΘΗΝΑ 2018

3 ΟΡΚΟΣ ΙΠΠΟΚΡΑΤΗ ΣΤΑ ΑΡΧΑΙΑ Ὄμνυμι Ἀπόλλωνα ἰητρὸν, καὶ Ἀσκληπιὸν, καὶ Ὑγείαν, καὶ Πανάκειαν, καὶ θεοὺς πάντας τε καὶ πάσας, ἵστορας ποιεύμενος, ἐπιτελέα ποιήσειν κατὰ δύναμιν καὶ κρίσιν ἐμὴν ὅρκον τόνδε καὶ ξυγγραφὴν τήνδε. ἡγήσασθαι μὲν τὸν διδάξαντά με τὴν τέχνην ταύτην ἴσα γενέτῃσιν ἐμοῖσι, καὶ βίου κοινώσασθαι, καὶ χρεῶν χρηίζοντι μετάδοσιν ποιήσασθαι, καὶ γένος τὸ ἐξ ωὐτέου ἀδελφοῖς ἴσον ἐπικρινέειν ἄῤῥεσι, καὶ διδάξειν τὴν τέχνην ταύτην, ἢν χρηίζωσι μανθάνειν, ἄνευ μισθοῦ καὶ ξυγγραφῆς, παραγγελίης τε καὶ ἀκροήσιος καὶ τῆς λοιπῆς ἁπάσης μαθήσιος μετάδοσιν ποιήσασθαι υἱοῖσί τε ἐμοῖσι, καὶ τοῖσι τοῦ ἐμὲ διδάξαντος, καὶ μαθηταῖσι συγγεγραμμένοισί τε καὶ ὡρκισμένοις νόμῳ ἰητρικῷ, ἄλλῳ δὲ οὐδενί. Διαιτήμασί τε χρήσομαι ἐπ' ὠφελείῃ καμνόντων κατὰ δύναμιν καὶ κρίσιν ἐμὴν, ἐπὶ δηλήσει δὲ καὶ ἀδικίῃ εἴρξειν. Οὐ δώσω δὲ οὐδὲ φάρμακον οὐδενὶ αἰτηθεὶς θανάσιμον, οὐδὲ ὑφηγήσομαι ξυμβουλίην τοιήνδε. ὁμοίως δὲ οὐδὲ γυναικὶ πεσσὸν φθόριον δώσω. Ἁγνῶς δὲ καὶ ὁσίως διατηρήσω βίον τὸν ἐμὸν καὶ τέχνην τὴν ἐμήν. Οὐ τεμέω δὲ οὐδὲ μὴν λιθιῶντας, ἐκχωρήσω δὲ ἐργάτῃσιν ἀνδράσι πρήξιος τῆσδε. Ἐς οἰκίας δὲ ὁκόσας ἂν ἐσίω, ἐσελεύσομαι ἐπ' ὠφελείῃ καμνόντων, ἐκτὸς ἐὼν πάσης ἀδικίης ἑκουσίης καὶ φθορίης, τῆς τε ἄλλης καὶ ἀφροδισίων ἔργων ἐπί τε γυναικείων σωμάτων καὶ ἀνδρῴων, ἐλευθέρων τε καὶ δούλων. Ἃ δ' ἂν ἐν θεραπείῃ ἢ ἴδω, ἢ ἀκούσω, ἢ καὶ ἄνευ θεραπηίης κατὰ βίον ἀνθρώπων, ἃ μὴ χρή ποτε ἐκλαλέεσθαι ἔξω, σιγήσομαι, ἄῤῥητα ἡγεύμενος εἶναι τὰ τοιαῦτα. Ὅρκον μὲν οὖν μοι τόνδε ἐπιτελέα ποιέοντι, καὶ μὴ ξυγχέοντι, εἴη ἐπαύρασθαι καὶ βίου καὶ τέχνης δοξαζομένῳ παρὰ πᾶσιν ἀνθρώποις ἐς τὸν αἰεὶ χρόνον. παραβαίνοντι δὲ καὶ ἐπιορκοῦντι, τἀναντία τουτέων. 3

4 ΟΡΚΟΣ ΙΠΠΟΚΡΑΤΗ ΣΕ ΜΕΤΑΦΡΑΣΗ Ορκίζομαι στον Απόλλωνα τον Ιατρό και στον Ασκληπιό και στην Υγεία και στην Πανάκεια και σ όλους τους Θεούς και τις Θεές επικαλούμενος την μαρτυρία τους, να τηρήσω πιστά κατά τη δύναμη και την κρίση μου αυτό τον όρκο και το συμβόλαιό μου αυτό. Να θεωρώ αυτόν που μου δίδαξε αυτή την τέχνη ίσο με τους γονείς μου και να μοιραστώ μαζί του τα υπάρχοντά μου και τα χρήματά μου αν έχει ανάγκη φροντίδας. Να θεωρώ τους απογόνους του ίσους με τ αδέλφια μου και να τους διδάξω την τέχνη αυτή θέλουν να τη μάθουν, χωρίς αμοιβή και συμβόλαιο και να μεταδώσω με παραγγελίες, οδηγίες και συμβουλές όλη την υπόλοιπη γνώση μου και στα παιδιά μου και στα παιδιά εκείνου με δίδαξε και στους άλλους μαθητές που έχουν κάνει γραπτή συμφωνία μαζί μου και σ αυτούς που έχουν ορκισθεί στον ιατρικό νόμο και σε κανέναν άλλο και να θεραπεύω τους πάσχοντες κατά τη δύναμή μου και την κρίση μου χωρίς ποτέ, εκουσίως, να τους βλάψω ή να τους αδικήσω. Και να μη δώσω ποτέ σε κανένα, έστω κι αν μου το ζητήσει, θανατηφόρο φάρμακο, ούτε να δώσω ποτέ τέτοια συμβουλή. Ομοίως να μη δώσω ποτέ σε γυναίκα φάρμακο για ν αποβάλει. Να διατηρήσω δε τη ζωή μου και την τέχνη μου καθαρή και αγνή. Και να μη χειρουργήσω πάσχοντες από λίθους αλλά ν αφήσω την πράξη αυτή για τους ειδικούς. Και σ όποια σπίτια κι αν μπω, να μπω για την ωφέλεια των πασχόντων αποφεύγοντας κάθε εκούσια αδικία και βλάβη και κάθε γενετήσια πράξη και με γυναίκες και με άνδρες,ελεύθερους και δούλους. Και ό,τι δω ή ακούσω κατά την άσκηση του επαγγέλματός μου, ή κι εκτός, για τη ζωή των ανθρώπων,που δεν πρέπει ποτέ να κοινοποιηθεί, να σιωπήσω και να το τηρήσω μυστικό. Αν τον όρκο μου αυτό τηρήσω πιστά και δεν τον αθετήσω, είθε ν απολαύσω για πάντα την εκτίμηση όλων των ανθρώπων για τη ζωή μου και για την τέχνη μου, αν όμως παραβώ και αθετήσω τον όρκο μου να υποστώ τα αντίθετα από αυτά

5 ΑΦΙΕΡΩΣΕΙΣ Στους αγαπημένους μου γονείς και στους κοντινούς μου ανθρώπους για την στήριξη, την συμπαράσταση και την καθοδήγηση τους όλον αυτό τον καιρό. 5

6 ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ Ευχαριστώ όλους εκείνους που βοήθησαν στο να υλοποιηθεί αυτή η έρευνα. Ένα μεγάλο ευχαριστώ στους ανθρώπους του εργαστηρίου ανατομίας της Ιατρικής Σχολής για την εθελοντική και ανιδιοτελή βοήθεια και τον ενθουσιασμό τους, βοηθώντας έτσι στο να γίνει το ερευνητικό κομμάτι της έρευνας πραγματικότητα. Τον Σεβαστό Καθηγητή και Διευθυντή του Εργαστηρίου κ. Παναγιώτη Σκανδαλάκη τον ευχαριστώ θερμά για την αμέριστη συμπαράσταση, το ενδιαφέρον και τις πολύτιμες συμβουλές του στην διαδικασία της διδακτορικής μου διατριβής. Προς τον Σεβαστό Αναπληρωτή Καθηγητή κ. Βασίλειο Πρωτογέρου εκφράζω την βαθειά μου ευγνωμοσύνη για την ανάθεση της παρούσης εργασίας και τον ευχαριστώ για την συνεχή και ατέρμονη συμπαράσταση και την καθοδήγηση του, που βοήθησαν σημαντικά στην εξέλιξη της εργασίας αυτής, καθώς και για την εμπνευστική και ενθαρρυντική επίδραση του σε όλα τα στάδια της εκπόνησης της μελέτης αυτά τα τρία συνεχόμενα χρόνια. Θα ζει για πάντα στις αναμνήσεις μου και στην καρδιά μου. Επίσης θα ήθελα επίσης να ευχαριστήσω την Επίκουρο Καθηγητρια κ. Μ. Πιάγκου που λειτούργησε επικουρικά και καίρια έτσι ώστε να ολοκληρωθεί με επιτυχία η συγκεκριμένη έρευνα. Τον Αν. Καθηγητή κ. Θεόδωρο Τρουπή για την πολύτιμη βοήθεια, που μου παρείχε κατά την σύνταξη και συγγραφή της παρούσας εργασίας. Τέλος ευχαριστώ ιδιαίτερα τον Αν. Καθηγητή κ. Αντώνη. Μαζαράκη για την απεριόριστη βοήθεια και υποστήριξη που μου παρέσχε καθ' όλη την διάρκεια των πειραμάτων.

7 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΒΙΟΓΡΑΦΙΚΟ ΣΗΜΕΙΩΜΑ 8 ΠΡΟΛΟΓΟΣ 10 ΓΕΝΙΚΟ ΜΕΡΟΣ 14 ΑΝΑΤΟΜΙΑ ΑΚΡΑΣ ΠΟΔΟΣ 14 ΑΡΘΡΩΣΕΙΣ ΤΟΥ ΑΚΡΟΥ ΠΟΔΑ: 18 ΑΣΤΡΑΓΑΛΟΚΝΗΜΙΚΗ ΑΡΘΡΩΣΗ: 20 Η ΡΑΧΙΑΙΑ ΚΑΜΨΗ ΚΑΙ Η ΠΕΛΜΑΤΙΑΙΑ ΚΑΜΨΗ. 21 ΚΙΝΗΣΕΙΣ ΣΤΡΟΦΗΣ ΚΑΙ ΕΓΚΑΡΣΙΕΣ ΚΙΝΗΣΕΙΣ ΤΟΥ ΠΟΔΙΟΥ. 22 ΟΙ ΑΡΘΡΙΚΕΣ ΕΠΙΦΑΝΕΙΕΣ ΤΗΣ ΠΟΔΟΚΝΗΜΙΚΗΣ ΑΡΘΡΩΣΗΣ. 24 ΟΙ ΣΥΝΔΕΣΜΟΙ ΤΗΣ ΠΟΔΟΚΝΗΜΙΚΗΣ ΑΡΘΡΩΣΗΣ. 26 ΥΠΑΣΤΡΑΓΑΛΙΚΗ, ΑΣΤΡΑΓΑΛΟΠΤΕΡΝΟΣΚΑΦΟΕΙΔΗΣ ΑΡΘΡΩΣΗ. 29 ΟΙ ΣΥΝΔΕΣΜΟΙ ΤΗΣ ΥΠΑΣΤΡΑΓΑΛΙΚΗΣ ΑΡΘΡΩΣΗΣ. 30 ΟΙ ΣΥΝΔΕΣΜΟΙ ΤΗΣ ΜΕΣΟΤΑΡΣΙΑΣ ΑΡΘΡΩΣΗΣ. 32 ΟΙ ΚΙΝΗΣΕΙΣ ΤΗΣ ΥΠΑΣΤΡΑΓΑΛΙΚΗΣ ΑΡΘΡΩΣΗΣ. 34 Ο ΑΣΤΡΑΓΑΛΟΣ. 34 ΠΟΔΙΚΗ ΚΑΜΑΡΑ ΕΝΗΛΙΚΑ. 37 Η ΚΑΤΑΝΟΜΗ ΦΟΡΤΙΩΝ ΣΤΟΝ ΑΚΡΟ ΠΟΔΑ. 47 Η ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΤΟΥ ΆΚΡΟΥ ΠΟΔΑ 50 ΕΝΝΟΙΕΣ ΑΠΟ ΤΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ, ΤΗΝ ΟΠΤΙΚΗ ΚΑΙ ΤΗ ΦΩΤΟΕΛΑΣΊΊΚΟΤΗΤΑ 62 ΑΠΟ ΤΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ 62 AΠO ΤΗΝ ΟΠΤΙΚΗ 68 ΑΠΟ ΤΗ ΦΩΤΟΕΛΑΣΤΙΚΟΤΗΤΑ 73 ΕΙΔΙΚΟ ΜΕΡΟΣ 78 ΣΚΟΠΟΣ ΤΗΣ ΕΡΕΥΝΑΣ 79 ΥΛΙΚΟ ΤΗΣ ΕΡΕΥΝΑΣ 80 ΜΕΘΟΔΟΣ ΜΕΛΕΤΗΣ 80 ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ 87 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 92 7

8 ΒΙΟΓΡΑΦΙΚΟ ΣΗΜΕΙΩΜΑ Ονοματεπώνυμο: Μπούρος Ευάγγελος του Χαριλάου Διεύθυνση: Σινώπης 28, Κερατσίνι, Πειραιά Τηλ Ημερομηνία Γέννησης: Γεννήθηκα στην Αθήνα το Τελείωσα το 8 ο Ενιαίο Γυμνάσιο Πειραιώς καθώς και το 3 ο Λύκειο Κερατσινίου με άριστα. Κατέχω άριστα την αγγλική γλώσσα και επαρκώς την ισπανική καθώς και όλα τα προγράμματα συγγραφής κ projection-editing.( Proficiency of Cambridge, Inicial ίδρυμα Θερβάντες, Microsoft office, Adobe suite) Εισήρθα το 2003 στο τμήμα Βιοχημείας στην Λάρισα και έπειτα από ένα χρόνο έδωσα ξανά πανελλήνιες και εισήρθα 2 ος στο ΑΤΕΙ Αθήνας στο τμήμα της Φυσικοθεραπείας. Το 2009 αποφοίτησα από την Σχολή με βαθμό λίαν καλώς (8,45) Το 2010 υπηρέτησα για 9 μήνες στο στρατό όπου δέχθηκα μαθήματα μικροβιολογίας και εντάχθηκα για 6 μήνες σε διάφορα μικροβιολογικά εργαστήρια στρατιωτικών Νοσοκομείων στην Αθήνα και την Αλεξανδρούπολη. Το 2012 μετά την αποστράτευση μου με δεχτήκαν στο μεταπτυχιακό της Ιατρικής Αθηνών με θέμα Καρδιοαναπνευστική Αναζωογόνηση. Το 2012 παρακολουθώ σεμινάρια Εκπαίδευση για την βασική υποστήριξη της ζωής στο Ερρίκος Ντυνάν( BLS/AED πιστοποιημένο από το Ευρωπαϊκό Συμβούλιο Αναζωογόνησης (ERC).) και εξειδικευμένης υποστήριξης (ACLS) μέσω σεμιναρίου πιστοποιημένου από το American College of Emergency Physicians (18 CME credits). To 2013 εξειδικεύομαι στην τεχνική κινησιοθεραπείας Mulligan(Mobilization with Movement, Nags, Prp s, etc by Brian Mulligan) καθώς παράλληλα εργάζομαι εθελοντικά σε ορισμένα φυσικοθεραπευτήρια και σε τοπικούς ποδοσφαιρικούς συλλόγους. Την ίδια χρονιά παρακολουθώ για μια εβδομάδα πειραματικό εργαστήριο στην Elepen με χοίρεια μοντέλα. Μετά από δύο χρόνια το 2014 ολοκληρώνεται επιτυχώς το μεταπτυχιακό και παίρνω το πτυχίο με Άριστα.

9 Το 2016 εργάζομαι για 8 μήνες στο Δημόσιο κολυμβητήριο Κερατσινίου σαν Φυσ/της της ομάδας πόλο αλλά και του τμήματος Α Βοηθειών για τους λουόμενος δημότες. Παράλληλα εργάστηκα εθελοντικά στην ομάδα του Φάρου Κερατσινίου στο Βόλεϊ ανδρών και γυναικών. Το 2017 παίρνω τις βασικές ενότητες του προγράμματος υπολογιστών Diploma Office. Συμμετείχα ως ομιλητής στο 10ο συνέδριο προληπτικής ιατρικής το 2010 και επίσης παρακολουθώ τα συνέδρια ορθοπεδικής και φυσιοθεραπείας ανελλιπώς τα τελευταία 5 χρόνια. Είμαι μέλος των παρακάτω επιστημονικών κοινοτήτων: α) του Πανελληνίου Συλλόγου Φυσικοθεραπευτών. β) της Ελληνικής Εταιρίας Καρδιοναπνευστικής Αναζωογόνησης Τα ενδιαφέροντα μου πέραν από το ερευνητικό κομμάτι είναι η ενασχόληση με την μουσική (κάτοχος διπλώματος dj certificated από την SAE) και την κωπηλασία (μέλοςαθλητής του κωπηλατικού συλλόγου του Ολυμπιακού ) 9

10 ΠΡΟΛΟΓΟΣ Η έρευνα στην αρχιτεκτονική δομή των οστών και το πρόβλημα ερμηνείας της διανομής των τάσεων δια μέσου της αρχιτεκτονικής δομής των οστών του ανθρώπου και γενικότερα του ανθρώπινου σκελετού έχει αποτελέσει από αρκετό χρονικό διάστημα αντικείμενο ενδιαφέροντος των ορθοπεδικών και γενικά των χειρούργων και ακόμη των «Μηχανικών». Το ενδιαφέρον αυτών των ερευνητών προκάλεσε κυρίως η επιστημονική διερεύνηση της διανομής των τάσεων δια μέσου της δομής του ανθρώπινου σκελετού. Από τα δεδομένα αυτά πολλά μπορούμε να επιτύχουμε από πρακτική σκοπιά αν είμαστε σε θέση να χρησιμοποιήσουμε αυτά τα επιστημονικά δεδομένα σαν πρόσθετα στοιχειά για την εξήγηση των διαφόρων καταγμάτων των οστών. Όταν ένα κάταγμα οστού οφείλεται σε υπερβολικό φορτίο, σε βιολογική ασθένεια ή και σε συνδυασμό αυτών, είναι συχνά ανάγκη, να θεραπεύσουμε μέρος ή το σύνολο του οστού με την παρεμβολή ενός μέρους αυτού, που να έχει τεχνητά αντικατασταθεί. Είναι πράγματι αλήθεια ότι σε πολλές περιπτώσεις σπασμένο οστό μπορεί να θεραπευτεί ικανοποιητικά με τη χρήση τεχνητής μεταμόσχευσης οστού, αλλά σε ορισμένες περιπτώσεις η αποτυχία είναι τόσο φανερή, ώστε είναι αναγκαία ολοκληρωμένη μηχανική επανόρθωση του οστού για να παρέχει αυτό επαρκή δομική στήριξη. Υπάρχουν πολλοί βιολογικοί παράγοντες που πρέπει να μελετηθούν από μηχανική σκοπιά, όταν αντικαθίστανται οστέινα υλικά. Και ακόμη η παρεμβολή του μοσχεύματος είναι επιθυμητό να διαταράσσει όσο το δυνατό λιγότερο τη φυσιολογική κατάσταση τάσεων που υπήρχε στα οστά πριν την βλάβη. Παρόλο όμως που η αρχιτεκτονική δομή γενικά των οστών του ανθρώπου υπήρξε αντικείμενο αξιοσημείωτων ερευνών, εν τούτοις, το ενδιαφέρον αυτό έχει περιορισθεί σχεδόν αποκλειστικά στο συμπαγές οστό. Ο προσανατολισμός των οστέινων στοιχείων (δοκίδων και πεταλίων), που συνθέτουν και διαμορφώνουν το σπογγώδες οστό, σε σχέση με τη διεύθυνση των τάσεων, έχει αποκτήσει μεγάλο επιστημονικό ενδιαφέρον η βασική όμως αρχιτεκτονική του σπογγώδους οστού δεν περιγράφεται επαρκώς. Αυτό είναι φανερό απ τις συχνές αντιφατικές περιγραφές που αναφέρονται σε διάφορα συγγράμματα ανατομικής και ιστολογίας και ακόμη σε ειδικές επιστημονικές εργασίες.

11 Το σπογγώδες οστό αναφέρεται πολύ συχνά από μηχανικής πλευράς ότι είναι κατασκευασμένο από δικτυωτό σαν σπογγώδες, που αποτελείται από οστέινες ακίδες ή δοκίδες (Warwick και Williams 1973, Clark 1965, Ham 1969, Bradbury 1973, Moss 1966, Bloom και Fawcett 1968, Copenhaver 1964).Άλλοι ερευνητές το περιγράφουν σαν να είναι κατασκευασμένο από λεπτές πλάκες ή πετάλια (Hamilton και Appleton 1958, Amstutz και Sissons 1969). Ακόμη άλλοι ερευνητές περιγράφουν το σπογγώδες οστό, σαν να είναι κατασκευασμένο από συνδυασμό δοκίδων και πεταλίων (Bloom και Fawcett 1962, Leeson και Leeson 1966, Goss 1973). Η λέξη δοκίδα χρησιμοποιείται με πιο ελεύθερη επιστημονική έννοια και συνεπώς περιλαμβάνει όλα τα στοιχειά του σπογγώδους οστού (Clark 1965,Moss 1966), αντίθετα είναι δυνατό να περιλαμβάνει μονό τα παραλιακά του στοιχειά (Hamilton και Appleton 1958). Σύγχυση επίσης δημιουργείται από το δεδομένο, ότι η λέξη πετάλια χρησιμοποιείται με ιστολογική έννοια, όταν αναφέρεται στις μονάδες της δομής του οστού που συνθέτουν το συμπαγές και το σπογγώδες οστό. Η διαδρομή της αρχιτεκτονικής μονάδων δομής των οστών υπόκειται στην επιστημονική ερεύνα, αλλά η βιολογική ανάγκη, το βιολογικό αίτιο που προκαλεί την αρχιτεκτονική των οστών βρίσκεται μακριά από την ανθρωπινή κατανόηση. Είναι δυνατόν πράγματι να ερευνήσουμε την αρχιτεκτονική λειτουργική προσαρμογή των οστών που στηρίζεται σε φυσικούς-μηχανικούς κανόνες, αλλά το βιολογικό αίτιο που προκαλεί την αρχιτεκτονική των οστών παραμένει ακόμη ανεξερεύνητο. Αφού κάθε ανθρώπινος οργανισμός περνάει τέτοιους κραδασμούς κατά την μεταλλαγή νέων αρχιτεκτονικών προσαρμογών των οστών, ώστε το παλαιό τους οικοδόμημα περνάει μερική ή ολική αρχιτεκτονική μεταλλαγή. Οι αόρατοι σκαπανείς των αρχιτεκτονικών προσαρμογών προσπαθούν να δώσουν νέες αρχιτεκτονικές τάσεις των οστών με μείγμα ή αμάγαλμα νέες μονάδες δομής των οστών, ενώ συνεχώς νέα αρχιτεκτονική μεταλλαγή προκαλεί την κατάρρευση, ίσως και μέρους, από την νεοαποκτηθείσα αρχιτεκτονική. Έρευνες της αρχιτεκτονικής του σπογγώδους οστού από διάφορα οστά, όπως και από διάφορα μέρη από αυτά τα οστά του ανθρώπινου σκελετού, αποκαλύπτουν πολύπλοκη σύνθεση αρχιτεκτονικής ποικιλίας (Singh 1998). Η έννοια της δύναμης είναι γνωστή και δεν χρειάζεται περισσότερες διευκρινήσεις. Στον ανθρώπινο οργανισμό π.χ. τόσο τα οστά όσο και οι μυς δέχονται και εξασκούν δυνάμεις. Οι δυνάμεις αυτές «διατρέχουν» ολόκληρο τον όγκο των οστών κατά τέτοιο τρόπο, ώστε κάθε απειροελάχιστο τμήμα του οστού δέχεται και εξασκεί δυνάμεις από και προς τα γειτονικά τμήματα. Σε ένα σώμα, όπως το σώμα του οστού, 11

12 κάθε επιμέρους τμήμα του δέχεται και εξασκεί δυνάμεις, οι όποιες είναι διαφορετικές από εκείνες που δέχεται και εξασκεί το γειτονικό του τμήμα κατά μέτρο, διεύθυνση και φορά. Απ αυτά συνεπάγεται ότι, για να έχει κάποιος πλήρη εικόνα των δυνάμεων εντός ενός τέτοιου σώματος, πχ οστού θα έπρεπε να αναφέρεται σε κάθε απειροελάχιστο τμήμα του χωριστά. Αυτή όμως η προσέγγιση είναι θεωρητικά και πρακτικά πολύ δύσκολη. Στην Μηχανική γίνεται χρήση της έννοιας της τάσης, η οποία σαν φυσικό μέγεθος είναι ταυτόσημη με την υδροστατική πίεση. Σαν τάση (κατά Sechler 1968, Richards, Sears, Zemansky 1992) ορίζεται το πηλίκο της δύναμης F δια του εμβαδού S της επιφάνειας στην οποία ασκείται η δύναμη όταν η επιφάνεια τείνει στο μηδέν (0). Για όλους τους ανωτέρω λόγους ο Σεβαστός και Αείμνηστος καθηγητής μου κ. Ευάγγελος Κοτσιομήτης μου ανέθεσε λόγω των σπουδών μου και της ενασχόλησης μου, να ασχοληθώ με την μελέτη της αρχιτεκτονικής των οστικών δοκίδων του αστραγάλου με την μέθοδο της φωτοελαστικότητας. Στην έρευνα μου θα ήθελα να κατατεθεί ότι πρωτοπόρος στην ιατρική έρευνα για το θέμα της μελέτης της αρχιτεκτονικής των οστικών δοκίδων υπήρξε ο αείμνηστος Επίκουρος καθηγητής Ιωάννης Αρεταίος από το υλικό του οποίου φέρει ορισμένα στοιχεία η έρευνα μου.

13 ΓΕΝΙΚΟ ΜΕΡΟΣ 13

14 ΓΕΝΙΚΟ ΜΕΡΟΣ ΑΝΑΤΟΜΙΑ ΑΚΡΑΣ ΠΟΔΟΣ Ο σκελετός του άκρου πόδα συνίσταται από 26 βραχέα και μακρά οστά, τα οποία έχουν τοποθετηθεί κατά τέτοιον τρόπο, ώστε το σύνολό τους να αποτελεί ένα τοξοειδές μόρφωμα την ποδική καμάρα. Στον σκελετό του άκρου πόδα διακρίνουμε τρεις ομάδες οστών: 1. Τα οστά του ταρσού. 2. Τα οστά του μεταταρσίου. 3. Τα οστά των δακτύλων. 1. Τα οστά του ταρσού είναι 7 και είναι τοποθετημένα σε τρεις σειρές : Την πρώτη ή οπίσθια σειρά, η οποία αποτελείται από τον αστράγαλο και την πτέρνα. Τη δεύτερη ή μέση σειρά, η οποία αποτελείται μόνο από το σκαφοειδές οστό. Την τρίτη ή πρόσθια σειρά, η οποία αποτελείται από τα τρία σφηνοειδή και το κυβοειδές. Ο αστράγαλος είναι ένα βραχύ οστό με ανώμαλο κυβοειδές σχήμα. Συντάσσεται προς τα πάνω με τα οστά της κνήμης, προς τα κάτω με την πτέρνα και προς τα εμπρός με το σκαφοειδές. Η πτέρνα είναι το μεγαλύτερο οστό του ταρσού. Βρίσκεται κάτω από τον αστράγαλο και πίσω από το σκαφοειδές, με τα οποία συντάσσεται. Το σκαφοειδές οστό εμφανίζει μηνοειδές σχήμα. Στο μέσα άκρο διακρίνουμε το φύμα του σκαφοειδούς (κατάφυση του πρόσθιου κνημιαίου). Το κυβοειδές έχει σχήμα σφήνας και παρουσιάζει ραχιαία, πελματιαία και πρόσθια επιφάνεια. Τα σφηνοειδή οστά συντάσσονται μεταξύ τους με πλάγιες αρθρικές επιφάνειες.

15 2. Τα οστά του μεταταρσίου είναι 5 επιμήκη οστά με λίγο κυρτό στην πάνω επιφάνειά τους. Ονομάζονται από την έσω πλευρά προς τα έξω, έτσι ώστε το πρώτο να αντιστοιχεί στο μεγάλο δάκτυλο και το πέμπτο στο μικρό. Σε κάθε μετατάρσιο διακρίνουμε δύο άκρα, το πρόσθιο και το οπίσθιο και ενδιάμεσά τους βρίσκεται το σώμα. Το οπίσθιο ή βάση αρθρώνεται με τα οστά της πρόσθιας σειράς του ταρσού. Το πρόσθιο ή κεφαλή αρθρώνεται με την πρώτη φάλαγγα του σύστοιχου δακτύλου. 3. Καθένα από τα οστά των δακτύλων αποτελείται από τρία μικρά επιμήκη οστά, τις φάλαγγες. Εξαίρεση αποτελεί το μεγάλο δάκτυλο το οποίο φέρει δύο φάλαγγες. Οι φάλαγγες ονομάζονται από πίσω προς τα εμπρός και είναι η πρώτη ή μετατάρσιος, η δεύτερη ή μέση και η τρίτη ή ονυχοφόρος. Το μεγάλο δάκτυλο έχει την μετατάρσιο και την ονυχοφόρο φάλαγγα. Εικόνα 1. Ανατομία άκρου ποδός (έξω όψη). 15

16

17 Εικόνα 3. Οι αρθρώσεις του άκρου ποδός (ραχιαία όψη) 17

18 Αρθρώσεις του άκρου πόδα: Στις αρθρώσεις του άκρου πόδα υπάγονται : 1. Αστραγάλοκνημική άρθρωση (ποδοκνημική). 2. Αστραγαλοπτερνική ή υπαστραγαλική άρθρωση (Οι αστραγαλοπτερνικές διαρθρώσεις είναι δύο: η οπίσθια και η πρόσθια αστραγαλοπτερνική διάρθρωση.) 3. H μεσοτάρσια ή εγκάρσια άρθρωση του ταρσού. Η άρθρωση αυτή είναι γνωστή ως διάρθρωση του Chopard. 4. Ταρσομετατάρσιες διαρθρώσεις. Είναι γνωστό ότι οι ταρσομετατάρσιες διαρθρώσεις είναι τρεις: η έσω, η μέση και η έξω ταρσομετατάρσιες διαρθρώσεις. Από ορισμένους όμως χειρουργούς αποδίδεται σ αυτές τις τρεις διαρθρώσεις η κοινή ονομασία διάρθρωση του Lisfrag. 5. H σκαφοκυβοειδής άρθρωση και η σκαφοσφηνοειδής άρθρωση. 6. Μεταταρσιοφαλαγγικές διαρθρώσεις. 7. Μεσοφαλαγγικές διαρθρώσεις.

19 Εικόνα 4. Οστά και αρθρώσεις του άκρου ποδός (έσω όψη). 19

20 Αστραγάλοκνημική άρθρωση: Η ποδοκνημική ή αστραγαλοκνημική άρθρωση είναι η περιφερική άρθρωση* του κάτω άκρου. Είναι γωνιώδης άρθρωση γι αυτό έχει μόνο ένα βαθμό ελευθερίας. Ελέγχει τις κινήσεις της κνήμης σε σχέση με το πόδι, οι οποίες γίνονται στο οβελιαίο επίπεδο.

21 Αυτές οι κινήσεις είναι σημαντικές για τη βάδιση σε επίπεδο ή ανώμαλο έδαφος. Στην πραγματικότητα, η ποδοκνημική, υποβοηθούμενη από την αξονική στροφή του γόνατος, είναι πραγματικά ισοδύναμη με μια μοναδική άρθρωση με τρεις βαθμούς ελευθερίας. Επιτρέπει στο πόδι να λαμβάνει οποιαδήποτε θέση στο χώρο και να προσαρμόζεται σε κάθε ανωμαλία του εδάφους. Εικόνα 5. Οι τρεις κύριοι άξονες αυτού του αρθρικού συμπλέγματος τέμνονται περίπου στο οπίσθιο ήμισυ του ποδιού. Όταν το πόδι βρίσκεται στη θέση αναφοράς οι τρεις άξονες είναι κάθετοι μεταξύ τους. Στο διάγραμμα η έκταση της ποδοκνημικής μεταβάλλει την κατεύθυνση του άξονα Ζ. Η Ραχιαία κάμψη και η πελματιαία κάμψη. Η θέση αναφοράς (Εικόνα 6, σχήμα 2) επιτυγχάνεται όταν το πέλμα του ποδιού είναι κάθετο στον άξονα της κνήμης (Α). Από τη θέση αυτή, η κίνηση η οποία συμπλησιάζει τη ράχη του ποδιού και την πρόσθια επιφάνεια της κνήμης και ονομάζεται ραχιαία κάμψη (Β). 21

22 Αντιστρόφως, η κίνηση της ράχης του ποδιού μακριά από την πρόσθια επιφάνεια της κνήμης έτσι που το πόδι τείνει να συμπέσει σε μία ευθεία με την κνήμη ονομάζεται πελματιαία κάμψη (C). Στο σχήμα 3 βλέπουμε το εύρος της ραχιαίας και της πελματιαίας κάμψης (η γραμμοσκιασμένη ζώνη δείχνει το εύρος ατομικών διαφορών). Όταν αυτές οι κινήσεις είναι ακραίες η ποδοκνημική δεν είναι η μόνη άρθρωση που ενεργεί: οι αρθρώσεις του ταρσού συμβάλλουν στο εύρος της κίνησης το οποίο είναι σχετικά μικρό χωρίς όμως να είναι αμελητέο. Εικόνα 6. Ραχιαία και πελματιαία κάμψη.

23 Κινήσεις στροφής και εγκάρσιες κινήσεις του ποδιού. Εκτός από τις κινήσεις πελματιαίας και ραχιαίας κάμψης, που συμβαίνουν στην ποδοκνημική, το πόδι μπορεί να κινηθεί και γύρω από τον κάθετο άξονα του κάτω και γύρω από τον δικό του οριζόντιο και επιμήκη άξονα Γύρω από τον κάθετο άξονα γίνονται κινήσεις προσαγωγής και απαγωγής: προσαγωγή (εικόνα 7, σχήμα 2), όταν οι άκρες των δακτύλων κινούνται προς το επίπεδο συμμετρίας του σώματος και στρέφονται προς τα έσω, απαγωγή (εικόνα 7, σχήμα 3), όταν οι άκρες των δακτύλων κινούνται μακριά από το επίπεδο συμμετρίας του σώματος και στρέφονται προς τα έξω. Το συνολικό εύρος αυτών των κινήσεων, όταν συμβαίνουν αποκλειστικά στο πόδι, είναι από 35 μέχρι 45.Παρόλα αυτά, αυτές οι κινήσεις των άκρων των δακτύλων στο οριζόντιο επίπεδο μπορούν επίσης να πραγματοποιηθούν με την έξω ή έσω στροφή της κνήμης (γόνατο λυγισμένο) ή με στροφή όλου του κάτω άκρου από το ισχίο (γόνατο σε έκταση). Τότε έχουν πολύ μεγαλύτερο εύρος επιτυγχάνοντας ένα μέγιστο 90 προς κάθε πλευρά όπως συμβαίνει στις μπαλαρίνες. Σχετικά με τον επιμήκη άξονα Ζ, το πόδι μπορεί να στραφεί, έτσι ώστε το πέλμα του ποδιού να προσανατολιστεί είτε: προς τα έσω (εικόνα 7, σχήμα 4), σε αναλογία με το άνω άκρο εδώ λέγεται υπτιασμός, προς τα έξω (εικόνα 7, σχήμα 5), πρηνισμός. Το εύρος του υπτιασμού είναι 52 και είναι μεγαλύτερο από αυτό του πρηνισμού Η προσαγωγή συνοδεύεται απαραίτητα από υπτιασμό και μικρού βαθμού πελματιαία κάμψη. Αυτές οι τρεις συνδυασμένες κινήσεις είναι χαρακτηριστικές της θέσης που είναι γνωστή σαν ανάσπαση τον έσω χείλους. Αντίστροφα η απαγωγή συνοδεύεται απαραίτητα από πρηνισμό και ραχιαία κάμψη, αυτό οδηγεί σε ανάσπαση του έξω χείλους. 23

24 Εικόνα 7. Εγκάρσιες κινήσεις και κινήσεις στροφής του ποδιού. Οι αρθρικές επιφάνειες της ποδοκνημικής άρθρωσης. Η κνημοπερονιαία γλήνη. Η τροχιλία του αστραγάλου, η οποία είναι πλατύτερη προς τα εμπρός και απαρτίζεται από τις πάνω και από τις δύο πλάγιες σφυρίτιδες επιφάνειες. Αρθρικός θύλακος: Προσφύεται στα χείλη του αρθρικού χόνδρου των αρθρικών επιφανειών. Μέσα στην αρθρική κοιλότητα εισέχουν πρόσθιες και οπίσθιες ενάρθριες πτυχές.

25 Εικόνα 8. Εικόνα 10. Εικόνα 9. Εικόνα 8, 9, 10.Η ποδοκνημική έχει ανοιχθεί και είναι ορατή από μπροστά και έσω σχήμα (εικόνα 8) και από πίσω και έσω (εικόνα 10) καθώς και στεφανιαία τομή, ορατό από μπροστά ( εικόνα 9). 25

26 Στις παραπάνω εικόνες βλέπουμε από το 1-19:1. αύλακα της τροχιλίας, 2 έσω χείλος τροχιλίας, 3 έξω χείλος τροχιλίας, 4 κνημιαία ακρολοφία, 5 εσω «αύλακα» κνημιαίας ακρολοφίας, 6 έξω «αύλακα» κνημιαίας ακρολοφίας, 7 έσω επιφάνεια σώματος αστραγάλου, 8 έσω επιφάνεια του εσω σφυρού, 9 έξω επιφάνεια έσω σφυρού,10 η σταθερή γωνία που σχηματίζεται ανάμεσα στις δύο επιφάνειες της κνήμης και υποδέχεται τα οξέα χείλη, 11 τα οποία διατρέχουν ανάμεσα στην επιφάνεια της τροχιλίας και την έσω επιφάνεια του σώματος του αστραγάλου, 12 Έσω και έξω σφιρίτιδα του αστραγάλου, 13 αρθρική έσω επιφάνεια του έξω σφυρού, 14 έξω σφυρό,15 κάτω κνημοπερονιαία άρθρωση, 16 αρθρική πτυχή η οποία αρθρώνεται με το οξύ χείλος 17 οξύ χείλος.που παρουσιάζει κλίση μπροστά 18 και πίσω 19. Οι σύνδεσμοι της ποδοκνημικής άρθρωσης. Οι πλάγιοι σύνδεσμοι σχηματίζουν σε κάθε πλευρά της άρθρωσης δύο ισχυρές σε σχήμα βεντάλιας επενδύσεις οι οποίες είναι προσκολλημένες πάνω στην κορυφή του αντίστοιχου σφυρού και οι οποίες εκτείνονται περιφερικά και καταφύονται στα δύο οπίσθια οστά του ταρσού. Ο έξω πλάγιος σύνδεσμος (X, Εικόνα 11. σχήμα 13, ορατός από έξω) αποτελείται από τρεις ξεχωριστές δεσμίδες, οι δύο προσφύονται προς τα κάτω στον αστράγαλο και η μία στην πτέρνα: Ο πρόσθιος αστραγαλοπερονικός σύνδεσμος (21) προσφύεται στο πρόσθιο χείλος του έξω σφυρού (14) και καταφύεται στον αστράγαλο μεταξύ της έξω αρθρικής επιφάνειας και την είσοδο του ταρσιαίου κόλπου. Ο πτερνοπερονικός σύνδεσμος (22) εκφύεται από το εντύπωμα μπροστά από την κορυφή του έξω σφυρού και καταφύεται στην έξω επιφάνεια της πτέρνας. ορίων του. Ο έξω αστραγαλοπτερνικός σύνδεσμος (32) πορεύεται κατά μήκος των κάτω Ο οπίσθιος αστραγαλοπερονικός σύνδεσμος (23) εκφύεται από την έσω επιφάνεια του έξω σφυρού πίσω από την αρθρική επιφάνεια, πορεύεται οριζόντια και

27 κλίνει προς τα έσω και ελαφρά προς τα πίσω και καταφύεται στο οπίσθιο έξω φύμα του αστραγάλου(37). Επιμηκύνεται από τον οπίσθιο αστραγαλοπτερνικό σύνδεσμο (31). Από το έξω σφυρό εκφύονται δύο άλλοι σύνδεσμοι (Εικόνα 11. σχήμα 14 και 15): ο πρόσθιος (27) και ο οπίσθιος (28) κάτω κνημοπερονιαίος σύνδεσμος, η σημασία των οποίων θα αναφερθεί αργότερα. Ο έσω πλάγιος σύνδεσμος (Εικόνα 11. σχήμα 16, ορατός από έσω) αποτελείται από δύο ομάδες ινών επιπολής και εν τω βάθει. Οι εν τω βάθει ίνες αποτελούνται από δύο αστραγαλοκνημιαίες δεσμίδες: Ο πρόσθιος αστραγαλοκνημικός σύνδεσμος (25) πορεύεται λοξά κάτω και μπροστά και προσφύεται στην έσω επιφάνεια του αυχένα του αστραγάλου. Ο οπίσθιος αστραγαλοκνημικός σύνδεσμος (24) πορεύεται λοξά κάτω και πίσω και καταφύεται σε ένα βαθύ βόθρο) στην έσω επιφάνεια του αστραγάλου - οι περισσότερο οπίσθιες ίνες του προσφύονται στο οπίσθιο έσω φύμα (39). Οι επιπολής ίνες, αποπλατυσμένες και τριγωνικού σχήματος, αποτελούν το δελτοειδή σύνδεσμο (26). Ο πρόσθιος σύνδεσμος (29) πορεύεται λοξά από το πρόσθιο χείλος του κάτω άκρου της κνήμης στην άνω επιφάνεια του πρόσθιου τμήματος του αυχένα του αστραγάλου (Εικόνα 11. σχήμα 13). Ο οπίσθιος σύνδεσμος (30) αποτελείται από ίνες οι οποίες εκφύονται από την κνήμη και την περόνη και καταφύονται στο οπίσθιο έσω φύμα του αστραγάλου (39). Αυτό το φύμα, μαζί με το οπίσθιο έξω φύμα, σχηματίζουν τη βαθιά αύλακα για τον τένοντα του μακρού καμπτήρα του μεγάλου δακτύλου (38). 27

28 Εικόνα 11. Συνδεσμολογία της ποδοκνημικής άρθρωσης σε 4 όψεις (σχήμα 13,14,15,16)

29 Υπαστραγαλική και αστραγάλοπτερνοσκαφοειδής άρθρωση. Οι αρθρώσεις αυτές, αν και είναι χωριστές, λειτουργούν από κοινού. Οι αρθρικές επιφάνειες της υπαστραγαλικής διάρθρωσης σχηματίζονται από τον αστράγαλο και την πτέρνα. Η κάτω επιφάνεια του αστραγάλου αρθρώνεται τα οστά έχουν διαχωριστεί και ο αστράγαλος στρέφεται γύρω από τον άξονα του ΧΧ' όπως η κίνηση του μεντεσέ) με την άνω επιφάνεια της πτέρνας. Αυτό συμβαίνει σε δύο ξεχωριστές αρθρικές επιφάνειες, οι οποίες αποτελούν μαζί την υπαστραγαλική άρθρωση: η οπίσθια επιφάνεια του αστραγάλου βρίσκεται σε επαφή με την ανοικτή άνω επιφάνεια της πτέρνας (επίσης γνωστή σα θάλαμος του Destrot). Αυτές οι δύο επιφάνειες συνδέονται με συνδέσμους και ένα θύλακο, έτσι ώστε η άρθρωση είναι ανατομικά ξεχωριστή. η μικρή επιφάνεια πάνω στην κάτω επιφάνεια του αυχένα του αστραγάλου ακουμπά πάνω στην πρόσθια επιφάνεια της πτέρνας, η οποία είναι τοποθετημένη λοξά και υποστηρίζεται από το υπέρεισμα του αστραγάλου και τον αυχένα της πτέρνας. Η άρθρωση περιλαμβάνει επίσης την οπίσθια επιφάνεια του σκαφοειδούς οστού το οποίο αρθρώνεται με την κεφαλή του αστραγάλου. Ο αρθρικός θύλακος είναι χαλαρός, λεπτός και ενισχύεται από τον έσω και έξω αστραγαλοπτερνικό σύνδεσμο. Η αστραγαλοπτερνοσκαφοειδής άρθρωση σχηματίζεται από τρία οστά. Εκτός από τις αρθρικές επιφάνειες του αστραγάλου, της πτέρνας και του σκαφοειδούς υπάρχει πρόσθετη αρθρική επιφάνεια καλυμμένη με χόνδρο στον πελματιαίο πτερνοσκαφοειδή σύνδεσμο. Ο σύνδεσμος αυτός συνδέει το υπέρεισμα του αστραγάλου, στην περιοχή της μέσης αρθρικής επιφάνειας, με το σκαφοειδές οστό και σχηματίζει μαζί με αυτό την αρθρική γλήνη που υποδέχεται την κεφαλή του αστραγάλου. Ο αρθρικός θύλακός της προσφύεται στο χείλος του αρθρικού χόνδρου. Ο ισχυρός δισχιδής σύνδεσμος συνδέει την πτέρνα με το σκαφοειδές και το κυβοειδές και ενισχύει τον αρθρικό θύλακο. 29

30 πτέρνας Β Εικόνα 12. Η κάτω επιφάνεια του αστραγάλου A, αρθρώνεται με την άνω επιφάνεια της

31 Οι σύνδεσμοι της υπαστραγαλικής άρθρωσης. Ο κύριος σύνδεσμος είναι ο μεσόστεος αστραγαλοπτερνικός σύνδεσμος, ο οποίος αποτελείται από δύο ινώδεις δεσμίδες, παχιές και τετράπλευρες που καλύπτουν τον ταρσιαίο κόλπο: Η πρόσθια δεσμίδα πορεύεται λοξά προς τα πάνω, μπροστά και έξω και προσφύονται μέσα στην αύλακα του αστραγάλου. Η οπίσθια δεσμίδα βρίσκεται πίσω από την προηγούμενη και προσφύεται στο έδαφος του ταρσιαίου κόλπου. Ο έξω αστραγαλοπτερνικός σύνδεσμος ο οποίος εκφύεται από το έξω φύμα του αστραγάλου, πορεύεται λοξά κάτω και πίσω και προσφύεται στην έξω επιφάνεια της πτέρνας. Ο οπίσθιος αστραγαλοπτερνικός σύνδεσμος είναι μια λεπτή ινώδης δεσμίδα η οποία πορεύεται από το οπίσθιο έξω φύμα του αστραγάλου προς την άνω επιφάνεια της πτέρνας. Εικόνα 13. Οι σύνδεσμοι της υπαστραγαλικής άρθρωσης. Συγκεκριμένα: 1. πρόσθια δεσμίδα, 2. οπίσθια δεσμίδα, 3. έξω αστραγαλοπτερνικός σύνδεσμος, 4. οπίσθιος αστραγαλοπτερνικός σύνδεσμο.

32 Οι σύνδεσμοι της μεσοτάρσιας άρθρωσης. Οι σύνδεσμοι της εγκάρσιας άρθρωσης του ταρσού είναι πέντε: Ο πελματιαίος πτερνοσκαφοειδής σύνδεσμος,(c ) που συνδέει την πτέρνα με το σκαφοειδές (Εικόνα 14, σχήμα 22) και συμμετέχει στο σχηματισμό της πτερνοαστραγαλοσκαφοειδούς άρθρωσης Ο ραχιαίος αστραγαλοσκαφοειδής σύνδεσμος (9), που διατρέχει από την ραχιαία επιφάνεια του αυχένα του αστραγάλου στην ραχιαία επιφάνεια του σκαφοειδούς (Σχήμα 25). Ο δισχιδής σύνδεσμος ή σχήματος Υ (Εικόνα 14, σχήμα 22), αποτελεί τον θεμέλιο λίθο της εγκάρσιας άρθρωσης του ταρσού. Περιλαμβάνει δύο δεσμίδες. A) Η έσω δεσμίδα βρίσκεται σε κατακόρυφο επίπεδο και καταφύεται στο έξω άκρο του σκαφοειδούς. B) Η έξω δεσμίδα ή έσω πτερνοκυβοειδής σύνδεσμος (12), λεπτότερος από τον προηγούμενο σύνδεσμο, πορεύεται οριζόντια και καταφύεται στη ραχιαία επιφάνεια του κυβοειδούς. Επομένως, αυτοί οι δύο σύνδεσμοι σχηματίζουν μια σταθερή ορθή γωνία, στραμμένη προς τα άνω και έξω (Σχήμα 24, διαγραμματική απεικόνιση, ορατή από εμπρός). Ο ραχιαίος πτερνοκυβοειδής σύνδεσμος (13) είναι μια λεπτή δεσμίδα (Εικόνα 14, σχήμα 22), που πορεύεται στην άνω έξω επιφάνεια της πτερνοκυβοειδούς άρθρωσης. Ο πελματιαίος πτερνοκυβοειδής σύνδεσμος, πορεύεται στην πελματιαία επιφάνεια των οστών του ταρσού. Αποτελείται από δύο διακριτές στιβάδες: Α) Μια εν τω βάθει στιβάδα (14) (Εικόνα 14, σχήμα 23) που συνδέει το πρόσθιο φύμα της πτέρνας με την πελματιαία επιφάνεια του κυβοειδούς ακριβώς πίσω από την αύλακα του τένοντα του μακρού περονιαίου μυός. Η στιβάδα αυτή συχνά αποκαλείται βραχύς πελματικός σύνδεσμος.

33 Β) Μια επιπολής στιβάδα (15), που προσφύεται προς τα πίσω στην πελματιαία επιφάνεια της πτέρνας, μεταξύ των οπίσθιων και του πρόσθιου φύματός της, και προς τα εμπρός στην πελματιαία επιφάνεια του κυβοειδούς, εμπρός από την αύλακα για τον τένοντα του μακρού περονιαίου. Εικόνα 14. Μεσοτάρσια άρθρωση και οι σύνδεσμοι της(σε 3 όψεις σχήματα 21,22,23). 33

34 Οι κινήσεις της υπαστραγαλικής άρθρωσης. Η άρθρωση έχει μερικό βαθμό κίνησης λόγω της κατασκευής της και έρχεται σε οξεία αντίθεση με μια πολύ σταθερή (σφικτή) άρθρωση (π.χ. την άρθρωση του ισχίου), όπου οι αρθρικές επιφάνειες συμπίπτουν γεωμετρικά και επιτρέπουν ελάχιστη κίνηση. Ξεκινώντας από την ενδιάμεση θέση κινήσεις της πτέρνας πάνω στον αστράγαλο (με την παραδοχή ότι είναι σταθερά) συμβαίνουν ταυτόχρονα στα τρία επίπεδα του χώρου. Κατά την ανάσπαση του έσω χείλους του ποδιού το πρόσθιο άκρο της πτέρνας υφίσταται τρεις στοιχειώδεις κινήσεις: κινείται ελεύθερα περιφερικά (t): ελαφρά έκταση του ποδιού, κινείται προς τα έσω (ν): προσαγωγή, πλησιάζει προς την έξω πλευρά (r): υπτιασμός. (Τα ακριβώς αντίστροφα εφαρμόζονται στην κίνηση της ανάσπασης του έξω χείλους). Εικόνα 15. Κινήσεις υπαστραγαλικής άρθρωσεις. Ο αστράγαλος.

35 Ο αστράγαλος είναι τοποθετημένο στην κορυφή του οπίσθιου ταρσού, ενεργεί σαν ένας κατανομέας, διανέμοντας το βάρος του σώματος και άλλα βάρη πάνω σ ολόκληρο το πόδι (Εικόνα 16) όπως φαίνεται παρακάτω. Η άνω αρθρική επιφάνειά του λαμβάνει (βέλος 1) το βάρος του σώματος και κάθε φορτίο και μεταβιβάζει αυτά τα φορτία σε τρεις κατευθύνσεις πίσω, προς την πτέρνα (βέλος 2), ειδικά στο υπέρεισμα του αστραγάλου, διαμέσου της οπίσθιας υπαστραγαλικής άρθρωσης, μπροστά και έσω (βέλος 3), προς το έσω τόξο της ποδικής καμάρας διαμέσου της αστραγαλοσκαφοειδούς άρθρωσης, μπροστά και έξω (βέλος 4), προς το έξω τόξο της ποδικής καμάρας διαμέσου της πρόσθιας υπαστραγαλικής άρθρωσης. Ο αστράγαλος επίσης δεν έχει μυϊκές προσφύσεις αλλά διατρέχεται από μύες της κνήμης. Αυτοί οι μύες είναι οι εξής: (αντίστοιχα νούμερα στην εικόνα 17) 1. μακρός εκτείνων τους δακτύλους 2. τρίτος περονιαίος (συνήθως λείπει) 3. βραχύς περονιαίος 4. μακρός περονιαίος 5. ο Αχίλλειος τένοντας (τένοντας γαστροκνημίου) 6. ο οπίσθιος κνημιαίος 7. ο μακρός καμπτήρας του μεγάλου δακτύλου 8. ο μακρός καμπτήρας των δακτύλων 9. ο μακρός εκτείνων το μεγάλο δάκτυλο 10. ο πρόσθιος κνημιαίος Τέλος ο αστράγαλος καλύπτεται από αρθρικές επιφάνειες και προσφύσεις συνδέσμων οι οποίοι είναι οι εξής: της ποδοκνημικής ο μεσόστεος ή κάτω αστραγαλοπτερνικός σύνδεσμος ο έξω αστραγαλοπτερνικός σύνδεσμος ο οπίσθιος αστραγαλοπτερνικός σύνδεσμος η πρόσθια δεσμίδα του έξω πλάγιου συνδέσμου της ποδοκνημικής οι εν τω βάθει ίνες της πρόσθιας δεσμίδας του έσω πλάγιου συνδέσμου 35

36 η οπίσθια δεσμίδα του έσω πλάγιου συνδέσμου της ποδοκνημικής η οπίσθια δεσμίδα του έξω πλάγιου συνδέσμου της ποδοκνημικής ο πρόσθιος θύλακος της ποδοκνημικής άρθρωσης ο οπίσθιος πλάγιος σύνδεσμος του θυλάκου της ποδοκνημικής άρθρωσης ο αστραγαλοσκαφοειδής σύνδεσμος Εικόνα 16. Ο αστράγαλος και η διανομή φορτίων Εικόνα 17. Τένοντες των μυών τις ποδοκνημικής που περιβάλουν τον αστράγαλο.

37 Ποδική καμάρα ενήλικα. Όταν βλέπουμε το σκελετό του άκρου ποδός παρατηρούμε ότι ενώ πίσω τα οστά επικάθονται το ένα στο άλλο, στο μέσο και στο πρόσθιο τμήμα βρίσκονται το ένα δίπλα στο άλλο. Αυτή η διάταξη δημιουργεί τις καμάρες του ποδιού, που είναι γνωστές ως έσω, έξω και πρόσθια καμάρα. Χάρη των αλλαγών της καμπυλότητας και της ελαστικότητας, η καμάρα μπορεί να προσαρμόζεται από μόνη της στις ανωμαλίες του εδάφους και μπορεί να μεταφέρει στο έδαφος τις δυνάμεις οι οποίες ασκούνται από το βάρος του σώματος και τις κινήσεις της. Εικόνα 18. Η ποδική καμάρα. A,B,C τα τρία σημεία στήριξης της. 37

38 Η ποδική καμάρα δεν σχηματίζει ένα ισόπλευρο τρίγωνο αλλά, περιλαμβάνει τρία τόξα και τρία σημεία στήριξης, η δομή της είναι συγκρίσιμη με του ισόπλευρου τριγώνου. Τα σημεία στήριξής του βρίσκονται μέσα στη ζώνη επαφής με το έδαφος ή το αποτύπωμα του ποδιού. Αποτελούνται από την κεφαλή του πρώτου μεταταρσίου (Α, εικόνας 18), την κεφαλή του πέμπτου μεταταρσίου (Β, εικόνας 18) και το οπίσθιο έσω και έξω φύμα της πτέρνας (C, εικόνας 18). Αρχίζοντας από τον αστράγαλο, μια έσω σειρά οστών φέρεται κατευθείαν μπροστά, ενώ μια έξω σειρά οστών φέρεται από την πτέρνα προς τα εμπρός. Η έσω σειρά αποτελείται από τον αστράγαλο, το σκαφοειδές, τα σφηνοειδή και τα τρία έσω μετατάρσια με τις σύστοιχες φάλαγγες. Η έξω σειρά περιλαμβάνει τον αστράγαλο, το κυβοειδές και τα δύο έξω μετατάρσια με τις σύστοιχες φάλαγγες. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα το πόδι να είναι πλατύ εμπρός και στενό πίσω. Επίσης είναι υψηλότερο πίσω. Έτσι σχηματίζεται καμάρα που βλέπει προς τα έσω και είναι κυρτή και κατά μήκος και εγκαρσίως. Η επιμήκης καμάρα είναι πιο έκδηλη στο έσω χείλος παρά στο έξω χείλος του ποδιού. Η εγκάρσια καμάρα είναι έκδηλη μόνο στο μέσο και στο πρόσθιο τμήμα του ποδιού. Αν εξετάσουμε ένα ποδικό αποτύπωμα, βρίσκουμε κάπως μεγαλύτερη στηρικτική επιφάνεια που παράγεται από τα μαλακά μόρια. Η γραμμή μεταβίβασης του βάρους του σώματος περνάει από την κνήμη στην πτέρνα και στο μέσο του και πρόσθιο τμήμα του ποδιού. Η μεταβίβαση της πίεσης στην καμάρα και κατά τις δύο διευθύνσεις τείνει να την αποπλατύνει. Στην αποπλάτυνση όμως αυτή αντιτίθενται οι σύνδεσμοι και οι πελματιαίοι μυς. Οι μύες συνδέουν δύο σημεία, που βρίσκονται σε διαφορετικές αποστάσεις κατά μήκος της καμάρας και διατρέχουν είτε το σύνολο της καμάρας είτε τμήμα αυτής. Επομένως δρουν σαν συσφιγκτήρες των διαφόρων καμάρων. Ορισμένοι μύες είναι οι: οπίσθιος κνημιαίος, μακρύς περονιαίος, μακρύς καμπτήρας του μεγάλου δακτύλου, μακρύ καμπτήρα των δακτύλων, μακρός απαγωγός του μεγάλου δακτύλου)

39 Η έσω ποδική καμάρα. είναι: Η έσω ποδική καμάρα αποτελείται από 5 οστά. Αυτά από μπροστά προς τα πίσω το 1 ο μετατάρσιο (Μ1 εικόνας 19), αγγίζει το έδαφος μόνο με την κεφαλή του το έσω σφηνοειδές (1 εικόνας 19),που δεν εφάπτεται στο έδαφος το σκαφοειδές (2 εικόνας 19) που αποτελεί την κορυφη της καμάρας και βρίσκεται 15-18εκ. Πάνω από το έδαφος. Τον αστράγαλο που δέχεται όλα τα φορτία από την κνήμη και τα μεταδίδει στην ποδική καμάρα Την πτέρνα που εφάπτεται με το οπίσθιο άκρο της στο έδαφος. Η μετάδοση των μηχανικών δυνάμεων αντικατοπτρίζεται στην διεύθυνση των οστικών δοκίδων (εικόνα 18 ) : Οι δοκίδες που αρχίζουν από το οστικό φλοιό της πρόσθιας επιφάνειας της κνήμης διατρέχουν λοξά προς τα κάτω και πίσω δια τ ου πρόσθιου στηρίγματος της καμάρας. Διασχίζουν το σώμα του αστραγάλου και διαχέονται ριπιδοειδώς στης πτέρνα μέχρι το οπίσθιο σημείο στήριξης της καμάρας. Οι δοκίδες που αρχίζουν από τον φλοιό της οπίσθιας επιφάνειας της κνήμης διατρέχουν λοξά προς τα κάτω και εμπρός και διασχίζουν τον αυχένα και την κεφαλή του αστραγάλου, το σκαφοειδές και το πρόσθιο στήριγμα, δηλαδή το σφηνοειδές και το μετατάρσιο. Εικόνα 18 : Σύστημα οστικών δοκίδων έσω ποδικής καμάρας. 39

40 Μ1 Εικόνα 19. Ποδική καμάρα οστά σύνδεσμοι και τένοντες. (έσω καμάρα) Συγκεκριμένα: 1έσω σφηνοειδές, 2 σκαφοειδές, 3 αστράγαλος, 4 οπίσθιος κνημιαίος, 5 μακρός καμπτήρας του μεγάλου δάκτυλου, 6 έσω σφυρό, 7 οπίσθια απόφυση αστραγάλου, 8 υπέρεισμα του αστραγάλου, 9 πτερνοσκαφοειδής σύνδεσμος, 10 πελματιαίος σύνδεσμος, 11 πελματιαία απονεύρωση.

41 Η έξω ποδική καμάρα. Η έξω ποδική καμάρα περιλαμβάνεται από τρία μόνο οστά. (Εικόνα 22) Το 5 ο μετατάρσιο (Μ5, B εικόνας 20), του οποίου η κεφαλή αποτελεί το πρόσθιο υποστήριγμα της πρόσθιας καμάρας, Το κυβοειδές (Cub εικόνας 20) που δεν εφάπτεται στο έδαφος Της πτέρνα (Calc εικόνας 20) της οποίας το πρόσθιο έσω και οπίσθιο έξω φύμα αποτελούν το οπίσθιο υποστήριγμα (C εικόνας 20) της καμάρας Η μετάδοση των μηχανικών δυνάμεων γίνεται δια του αστραγάλου και της υποκείμενης πτέρνας. Δύο συστήματα δοκίδων λαμβάνουν μέρος ( Εικόνα 20): Οι οπίσθιες δοκίδες ανατέλλουν από τον φλοιό της πρόσθιας επιφάνειας της κνήμης και διασπείρονται στο σώμα της πτέρνας. Οι πρόσθιες δοκίδες ανατέλλουν από τον γλοιό της οπίσθιας επιφάνειας της κνήμης, διασχίζουν την κεφαλή του αστραγάλου που στηρίζεται στο υπέρεισμα του αστραγάλου και ύστερα κατευθύνονται δια του κυβοειδούς και του 5 ου μεταταρσίου μέχρι το πρόσθιο στήριγμα της καμάρας. Εκτός από αυτές τις οστικές δοκίδες η πτέρνα έχει δύο επιπλέον κύρια συστήματα δοκίδων: ένα άνω τοξοειδές σύστημα, κοίλο προς τα κάτω, συγκλίνει σε ένα πυκνό πέταλο στο επίπεδο του δαπέδου της αύλακας της πτέρνας. Αυτές οι δοκίδες ανθίστανται σε συμπιεστικές δυνάμεις. ένα κάτω τοξοειδές σύστημα, κοίλο προς τα άνω, συγκλίνει προς το φλοιώδες οστό της κατώτερης επιφάνειας της πτέρνας. Αυτές οι δοκίδες δέχονται δυνάμεις εφελκυσμού.

42 Εικόνα 20. Σύστημα δοκίδων άκρου πόδα και απόσταση έσω καμάρας από το έδαφος. Το σημείο + είναι σημείο αδυναμίας μεταξύ των δύο συστημάτων δοκίδων της πτέρνας.

43 Εικόνα 21. Διαγραμματική απεικόνιση της αρχιτεκτονικής των οστικών δοκίδων ενός δεξιού αστραγάλου( έσω όψη). a b c Εικόνα 22. Απεικόνιση της αρχιτεκτονικής των οστικών δοκίδων ενός δεξιού αστραγάλου ( έσω όψη). Όπως παρατηρούμε στην εικόνα 21 και 22, το σώμα του αστραγάλου (a) αποτελείται από οριζόντιες πλάκες, ο αυχένας του αστραγάλου (b) αποτελείται απο ένα πλέγμα δοκίδων με ακανόνιστη διάταξη και η κεφαλή του αστραγάλου (c) αποτελείται από τοξοειδείς πλάκες.

44 Τρεις μύες δρουν ως ενεργητικοί συσφιγκτήρες της έσω καμάρας: ο βραχύς περονιαίος (ΡΒ) διατρέχει μέρος του τόξου, αλλά, όπως και ο μακρός πελματικός σύνδεσμος, αποτρέπει την προς τα κάτω διάνοιξη των αρθρώσεων του ποδιού. ο μακρός περονιαίος (PL), ο οποίος πορεύεται παράλληλα στον προηγούμενο μέχρι το κυβοειδές (Εικόνα 22), παίζει παρόμοιο ρόλο. Επιπλέον, καθώς καταφύεται στο περονιαίο φύμα της πτέρνας (6 στην εικόνα 22 ), κρατά ψηλά την πρόσθια επιφάνεια της πτέρνας με την ελαστικότητα του, όπως κάνει ο μακρός καμπτήρας του μεγάλου δακτύλου στην έσω πλευρά. Ο απαγωγός του μικρού δακτύλου (Ab.5) διατρέχει ολόκληρο το μήκος της έσω καμάρας και έχει παρόμοια δράση με αυτή του ομολόγου του, μακρού προσαγωγού του μεγάλου δακτύλου. Εικόνα 22. Έξω επιφάνεια ποδιού. PL: μακρός περονιαίος, PB: βραχύς περονιαίος, Ab.5: Απαγωγός μικρού δακτύλου, C: οπίσθιο έσω και οπίσθιο έξω φήμα της πτέρνας, B: πέμπτο μετατάρσιο, 6: περονιαίο φήμα πτέρνας

45 Εικόνα 23 και 24. Στις παράνω εικόνες παρατηρούμε της διεύθυνση και της φορά της δύναμης που ασκεί ο βραχύς περονιαίος(pb) καθώς και ο απαγωγός του μικρού δακτύλου (Ab.5) (όπου D είναι η κορυφή αυτής της καμάρας είναι η πρόσθια απόφυση της πτέρνας). Τέλος η πρόσθια καμάρα διατρέχει από την κεφαλή του 1ου μεταταρσίου, η οποία επικάθεται πάνω σε δυο σησαμοειδή οστά μέχρι την κεφαλή του 5ου μεταταρσίου. Η καμάρα αυτή είναι σχετικά επίπεδη και εφάπτεται στο έδαφος διαμέσου των μαλακών μορίων. 45

46 Η επιμήκης καμπύλη του ποδιού στο σύνολό της εξαρτάται από: επί τα εντός, τον απαγωγό του μεγάλου δακτύλου (Αb.Η) και τον μακρό καμπτήρα του μεγάλου δακτύλου (δεν φαίνεται στο σχήμα), επί τα εκτός, τον απαγωγό του μικρού δακτύλου (Αb.5) Μεταξύ αυτών των δύο ακραίων συσφιγκτήρων, ο μακρός καμπτήρας των δακτύλων, ο επικουρικός καμπτήρας των δακτύλων (δεν φαίνεται στο σχήμα) και ο βραχύς καμπτήρας των δακτύλων (ΡDΒ) συντηρούν την κυρτότητα των τριών ενδιαμέσων ακτινών καθώς και αυτή της πέμπτης ακτίνας. Εικόνα 25. Οι δυνάμεις που ασκούν οι μύες έτσι ώστε να δημιουργηθεί η ποδική καμάρα.

47 Η κατανομή φορτίων στον άκρο πόδα. Οι δυνάμεις κατανέμονται σε τρεις διευθύνσεις προς τα σημεία στηρίξεως της καμάρας: προς το πρόσθιο-έσω σημείο στήριξης (Α), δια του αυχένα του αστραγάλου και του πρόσθιου στηρίγματος της έσω καμάρας, προς το πρόσθιο-έξω σημείο στήριξης (Β), δια του αυχένα του αστραγάλου, του υπερείσματος του αστραγάλου της πτέρνας και του πρόσθιου στηρίγματος της έξω καμάρας. προς το οπίσθιο σημείο στήριξης (C) δια του σώματος του αστραγάλου, της υπαστραγαλικής άρθρωσης και του σώματος της πτέρνας (των οστικών δοκίδων υπό την άνω αρθρική επιφάνεια), δηλαδή δια του κοινού οπίσθιου στηρίγματος της έσω και της έξω καμάρας. Όταν το σώμα βρίσκεται στην όρθια θέση, ευθυτενές και ακίνητο, η πτέρνα δέχεται τη μεγαλύτερη φόρτιση, δηλαδή περίπου το ήμισυ του σωματικού βάρους (εικόνα 29). Η έσω καμάρα (Εικόνα 26 πάνω σχήμα): τα οπίσθια φύματα της πτέρνας, τα οποία βρίσκονται 7 με 10 mm πάνω από το έδαφος, χαμηλώνουν κατά 1,5 mm και το υπέρεισμα του αστραγάλου της πτέρνας κατά 4 mm. Ο αστράγαλος υποχωρεί επί της πτέρνας, το σκαφοειδές ανασηκώνεται στην κεφαλή του αστραγάλου, ενώ μετακινείται προς το έδαφος, η σκαφοσφηνοειδής και οι μεταταρσοσφηνοειδείς αρθρώσεις ανοίγουν προς τα κάτω, η γωνία ανάμεσα στο 1ο μετατάρσιο και το έδαφος ελαττώνεται, η πτέρνα υποχωρεί και τα σησαμοειδή μετακινούνται λίγο προς τα εμπρός. Η έξω καμάρα (Εικόνα 26 κάτω σχήμα): παρόμοιες κατακόρυφες μετακινήσεις της πτέρνας, το κυβοειδές χαμηλώνει κατά 4 mm, το έξω φύμα του 5ου μεταταρσίου κατά 3,5 mm, η πτερνοκυβοειδής και οι μεταταρσοκυβοειδείς αρθρώσεις ανοίγουν προς τα κάτω, η πτέρνα υποχωρεί και η κεφαλή του 5ου μεταταρσίου μετακινείται ελαφρά προς τα εμπρός.

48 φόρτιση. Εικόνα 26. Έσω και έξω καμάρα ποδός και οι μετακινήσεις αυτών κατα την Η πρόσθια καμάρα (Εικόνα 27): η καμάρα επιπεδώνεται και ανοίγει, εκατέρωθεν του 2ου μεταταρσίου. Η απόσταση ανάμεσα στο 1ο και 2ο μετατάρσιο αυξάνει κατά 5 mm, ανάμεσα στο 2ο και 3ο κατά 2 mm, ανάμεσα στο 3ο και 4ο κατά 4 mm και ανάμεσα στο 4ο και 5ο κατά 1,5 mm. Συνεπώς το πρόσθιο τμήμα του ποδιού αποπλατύνεται κατά 12,5 mm όταν δέχεται το βάρος του σώματος. Εικόνα 27. Πρόσθια καμάρα ποδιού και οι μετακινήσεις κατα της φόρτιση.

49 Εικόνα 28. Μετατοπίσεις κατά την φόρτιση του ποδιού. Επιπρόσθετα (Εικόνα 28) η κεφαλή του αστραγάλου μετατοπίζεται προς τα έσω κατά 2 με 6 mm και το έξω φύμα της πτέρνας κατά 2 με 4 mm. Έτσι το πόδι συστρέφεται στην εγκάρσια άρθρωση του ταρσού: ο άξονας του οπίσθιου τμήματος του ποδιού μετατοπίζεται προς τα έσω και του πρόσθιου τμήματος του ποδιού προς τα έξω, σχηματίζοντας γωνία γ μεταξύ τους. Το οπίσθιο τμήμα του ποδιού προσάγεται και πρηνίζεται (βέλος 1) και εκτείνεται ελαφρά, ενώ το οπίσθιο τμήμα του ποδιού εκτελεί μια σχετική κίνηση κάμψης, απαγωγής και υπτιασμού (βέλος 2). Το φαινόμενο αυτό είναι ιδιαίτερα εμφανές στην βλαισοπλατυποδία. 49

50 Εικόνα 29. Η επί της εκατό κατανομή του φορτίου του σώματος στο πόδι. (Cavanagh PR, Rodgers MM, Liboshi A. Pressure distribution under symptom free feet during barefoot standing. Foot Ankle. 1987;7[5]:269.) Εικόνα 30. Άκρο πόδι με πλατυποδία και φυσιολογικό.

51 Η Ανάπτυξη του Άκρου Πόδα Η μορφολογία του άκρου ποδιού επηρεάζεται στη βρεφική και την παιδική ηλικία από ενδομήτριους και εξωμήτριους παράγοντες (πίνακας 1). Η ανάγκη εξοικονόμησης χώρου ενδομήτρια συνοδεύεται από συγκάμψεις μυών και αρθρώσεων και παρεκκλίσεις της ευθυγράμμισης των κάτω άκρων του εμβρύου.

52 Η ενδομήτρια θέση επηρεάζει τη διαμόρφωση του κάτω άκρου και εξωμήτρια, για χρονικό διάστημα 3-4 χρόνων, μερικές δε φορές και περισσότερο. Μπορούμε να δούμε με ακρίβεια στις παρακάτω εικόνες (Εικόνα 31-38) τις αλλαγές που συμβαίνουν στο έμβρυο κατά την εμβρυακή ζωή του. Παρατηρούμε από την τρίτη μόλις εβδομάδα οι διεργασίες στο κάτω άκρο ξεκινούν και εξελίσσονται ταχύτατα. Οι μυοτομές αλλάζουν ανά 2 ημέρες (Εικόνα 31). Στην αρχή της 5 ης εβδομάδας διακρίνουμε ισχνά 3 δομές: τον μηρό, το κνημιαίο οστό και το πόδι (Εικόνα 31 και 33). Στο τέλος της 8 ης εβδομάδας, σηματοδοτείται το τέλος της πρώιμης εμβρυικής περιόδου (Εικόνα 34). Κατά την διάρκεια της όψιμης εμβρυικής περιόδου συμβαίνουν σημαντικές περιστροφικές αλλαγές που επηρεάζουν την σχέση του άκρου ποδός με το υπόλοιπο κάτω άκρο. Εκτυλίσσεται μια προοδευτική εσωτερική περιστροφή του μηρού, ενώ το πόδι είναι σε ιπποποδία, υπτιασμό και έξω στροφή. Τα δάχτυλα δεν αποκλίνουν και συνεχίζουν να αναπτύσσονται (Εικόνα 34 και 36). Στο νεογέννητο τα ισχία και τα γόνατα διατηρούνται σε κάμψη η οποία αποκαθίσταται σε 4-6 μήνες, το κατώτερο τμήμα του κάτω άκρου και το άκρο πόδι εμφανίζουν συχνά έσω στροφή (έσω κνημιαία στροφή) και τα άκρα πόδια επιπλέον υπτιασμό, διότι ενδομήτρια τα κάτω άκρα είναι αναδιπλωμένα και τα άκρα πόδια έρχονται συχνά σε επαφή με την οπίσθια επιφάνεια του ετερόπλευρου μηρού. Στη γέννηση ο σκελετός του άκρου ποδιού είναι κατά το μεγαλύτερο μέρος χόνδρινος και απεικονίζεται ακτινολογικά ως χαλαρή συνάθροιση των πυρήνων οστέωσης του αστραγάλου, της πτέρνας και των οστεοποιημένων διαφύσεων των οστών, των φαλάγγων και των μεταταρσίων. Η σύσταση αυτή καθιστά το βρεφικό άκρο πόδι εξαιρετικά εύκαμπτο, του επιτρέπει να συμπεριφέρεται ως κέρινο πρότυπο το οποίο διαμορφώνεται υπό την επίδραση εξωτερικών δυνάμεων, ταυτόχρονα, όμως κάνει δύσκολη την ακτινολογική του εκτίμηση.. Τα άκρα τους, οι επιφύσεις, οι οποίες καλύπτονται από τον αρθρικό χόνδρο και μετέχουν στο σχηματισμό των αρθρώσεων, είναι αρχικά -σχεδόν εξ ολοκλήρου χόνδρινες και οστεοποιούνται προοδευτικά. Ο αρθρικός χόνδρος έχει κάποιο αυξητικό δυναμικό και μετέχει στην αύξηση της επίφυσης. Η κατά πλάτος αύξηση των μακρών οστών επιτυγχάνεται με απόθεση οστού από το περιχόνδριο (στην περιοχή των αυξητικών πλακών και των επιφύσεων) και περιόστεο (στην περιοχή των μεταφύσεων και των διαφύσεων). Τα οστά του ταρσού, δεν έχουν αυξητικές πλάκες και αυξάνονται με την απόθεση οστού από το περιχόνδριο και το περιόστεο, ενώ τα μετατάρσια και οι φάλαγγες αυξάνονται και οστεοποιούνται με συνδυασμό των δύο μηχανισμών. Το πρώτο μετατάρσιο έχει αυξητική πλάκα στο εγγύς,

53 τα υπόλοιπα τέσσερα στα άπω άκρα τους, ενώ οι φάλαγγες έχουν αυξητικές πλάκες στα εγγύς άκρα. Το άκρο πόδι αυξάνεται ταχύτατα στη βρεφική ηλικία, προσεγγίζοντας το μισό σχεδόν του τελικού του μεγέθους στο τέλος του πρώτου χρόνου της ζωής. Οι βασικές δομικές αλλαγές που δίνουν στο άκρο πόδι εμφάνιση ανάλογη μ εκείνη του ενηλίκου συμπληρώνονται περίπου στην ηλικία των 8 χρόνων, το άκρο πόδι παίρνει το τελικό μέγεθος στην ηλικία των 14 χρόνων στα κορίτσια και των 16 στα αγόρια, (Γράφημα 1) ενώ η σκελετική του διάπλαση ολοκληρώνεται μερικές φορές αργότερα. Η διάπλαση των τόξων συντελείται στα πρώτα 10 χρόνια, του έσω επιμήκους συνήθως ανάμεσα στα 4 και 6 χρόνια, μερικές φορές αργότερα. Για το λόγο αυτό, αλλά και εξαιτίας της παρουσίας στρώματος λίπους στο θόλο του πέλματος, τα βρέφη (1ος χρόνος ζωής) και τα νήπια (1-3 χρόνων) εμφανίζουν φυσιολογικά πλατυποδία. To εύρος κίνησης των αρθρώσεων του άκρου ποδιού μεταβάλλεται με την ηλικία και είναι μεγαλύτερο στα βρέφη και στα νήπια απ ότι στα μεγαλύτερα παιδιά και στους ενηλίκους. Στοιχεία ανά ηλικία δεν υπάρχουν, τα ελάχιστα που έχουμε είναι συχνά αντιφατικά, γι αυτό το εύρος κίνησης πάσχουσας άρθρωσης πρέπει να συγκρίνεται μe εκείνο της αντίστοιχης φυσιολογικής, στο άλλο μισό του σώματος, διαφορετικά ο περιορισμός κινητικότητας μπορεί να διαφύγει14,28,29. Ευνόητο είναι ότι πρώτα εξετάζεται, ιδιαίτερα στα μικρότερα παιδιά, η υγιής άρθρωση. Το εύρος κίνησης της ποδοκνημικής είναι στα νεογνά 26 ραχιαία, 59 πελματιαία και στην ηλικία των δύο χρόνων 41 ραχιαία, 62 πελματιαία.. Στη συνέχεια μειώνεται προοδευτικά, παραμένοντας όμως μεγαλύτερο στα κορίτσια απ ότι στα αγόρια. Στα παιδιά και τους εφήβους σημαντικός περιορισμός ή πλήρης κατάργηση της κινητικότητας της υπαστραγαλικής οφείλεται συνήθως σε σύμφυση των οστών του ταρσού. 53

54 Εικόνα 31. Ανάπτυξη του εμβρύου και του άκρου ποδιού. A: 23 μέρες(4,9-8,2mm), Β: 27 μέρες(8-11mm), C: 35 μέρες (11-13mm), D: 42 μέρες (14-16mm), E:45 μέρες (16,5-20mm), F:48 μέρες (21-23mm), G: 51 μέρες (21-24mm), H:56 μέρες (25-27mm), I: 60 μέρες (28-30mm). (Streeter GL.Develompental horizons in human embryos.contib Embryol.1945,1948,1951; ) Εικόνα η ημέρα εμβρυικής ζωής. Εικόνα η ημέρα εμβρυικής ζωής.

55 Εικόνα 34.Τέλος της πρώιμης εμβρυικής περιόδου. Α:έμβρυο 24 mm. Β: έμβρυο 62mm. 1.Μεσοδακτύλια προεξοχές, 2. Κνημιαία προεξοχή, 3. Περονιαία προεξοχή, 4.Προεξοχή του μεγάλου δακτύλου (Cummins H. The topographic history of the volar pads [walking pads, tastballen] in the human embryo. Contrib Embryol. 1929;20:105.) 55

56 Εικόνα 35. Πόδια νεογνών. Α: 3,5mm, B: 4mm, C: 5,5mm, D: 5mm, E: 6mm, F: 7mm

57 Εικόνα 36. Οι μορφολογικές αλλαγές του αστραγάλου ενός εμβρύου 7 μηνών καθώς και της γωνιάς μεταξύ τροχιλίας και αυχένα του αστραγάλου. 57

58 Εικόνα 37. Οστά άκρου ποδιού εμβρύου Α:42 ημερών (14mm, Β:48 ημερών (17mm),C: 56 ημερών(27mm). 1.Περόνη, 2.Κνήμη, 3.Αστράγαλος.(Olivier G. Formation du Squelette des Membres. Paris: Vigot Frères; 1962.).

59 Εικόνα 38. Οστά άκρου ποδιού εμβρύου σε σύγκριση με τα οστά ενός ενήλικα (Α, D).Α-C: ραχιαία όψη, D-F: πελματιαία όψη. (Mckee PR, Bagnall KM. Skeletal relationships in the human embryonic foot based on threedimensional reconstructions. Acta Anat. 1987;129:34.) 59

60 Εικόνα 39. Εμφάνιση και σύντηξη των οστών του άκρου ποδιού.

61 Διάγραμμα 1. Το μήκος του ποδιού σε συνάρτηση με την ηλικία και το φύλο. 61

62 ΕΝΝΟΙΕΣ ΑΠΟ ΤΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ, ΤΗΝ ΟΠΤΙΚΗ ΚΑΙ ΤΗ ΦΩΤΟΕΛΑΣΊΊΚΟΤΗΤΑ Για την πλήρη κατανόηση της αρχιτεκτονικής των δοκίδων του άνω άκρου του μηριαίου οστού και γενικότερα των οστών, θα πρέπει ν' αναφέρουμε μερικές βασικές έννοιες από τη Μηχανική, την Οπτική και τη Φωτοελαστικότητα. ΑΠΟ ΤΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ Η έννοια της δύναμης είναι γνωστή και δεν χρειάζονται περισσότερες διευκρινήσεις. Στον ανθρώπινο οργανισμό π.χ. τόσο τα οστά όσο και οι μυς δέχονται και εξασκούν δυνάμεις. Οι δυνάμεις αυτές «διατρέχουν» ολόκληρο τον όγκο των οστών κατά τέτοιο τρόπο, ώστε κάθε απειροελάχιστο τμήμα του οστού δέχεται και εξασκεί δυνάμεις από και προς τα γειτονικά του τμήματα. Σ' ένα σώμα, όπως το σώμα του οστού, κάθε επί μέρους τμήμα του δέχεται και εξασκεί δυνάμεις, οι οποίες είναι διάφορες απ' εκείνες τις οποίες δέχεται και εξασκεί το γειτονικό του τμήμα κατά μέτρο, διεύθυνση και φορά. Απ 1 αυτό συνάγεται ότι, για να έχει κάποιος πλήρη εικόνα των δυνάμεων εντός ενός τέτοιου σώματος, π.χ. οστού θα έπρεπε να αναφέρεται σε κάθε απειροελάχιστο τμήμα του χωριστά. Αυτή όμως η προσέγγιση είναι θεωρητικά και πρακτικά πολύ δύσκολη. Στη Μηχανική γίνεται χρήση της έννοιας της τάσης, η οποία σαν φασικό μέγεθος είναι ταυτόσημη με την υδροστατική πίεση. Σαν τάση (κατά τους Sechler 1968, Richards, Sears, Zemansky I960), ορίζεται το πηλίκων της δύναμης F δια του εμβαδού S της επιφάνειας στην οποία ασκείται η δύναμη όταν η επιφάνεια τείνει στο μηδέν (0).

63 Στα παρακάτω σχήματα φαίνεται ράβδος, η οποία υπόκειται σε ίσες και αντίθετες έλξεις F στα άκρα της. Στην περίπτωση αυτή λέγεται ότι η ράβδος βρίσκεται σε εφελκυσμό. Θεωρούμε κάθετη τομή στο μήκος της ράβδου (σχ. 1). Εφόσον όμως κάθε τμήμα της ράβδου βρίσκεται σε ισορροπία, θα πρέπει το τμήμα δεξιά της τομής να έλκεται με δύναμη F, ίση και αντίθετη της δύναμης που υφίσταται το αριστερό της τμήμα. : Σχήμα 1 Σχήμα 2 Σχήμα 3 Σχήμα 4 Σχ. 1: Ράβδος σε εφελκυσμό. Σχ. 2 και 3: Η τάση σε εγκάρσια τομή είναι F/S Σχ. 4: Ράβδος με συνισταμένη δυνάμεων. Αν όμως στην περίπτωση αυτή η τομή δεν είναι πολύ κοντά στα άκρα της ράβδου, αυτές οι έλξεις κατανέμονται ομοιόμορφα στην επιφάνεια S (σχ. 2). Ορίζεται γενικά σαν τάση (Ρ) στην τομή της ράβδου ο λόγος της δύναμης (F) προς την επιφάνεια S. Η τάση αυτή ονομάζεται τάση εφελκυσμού και είναι ορθή τάση γιατί η διανεμηθείσα δύναμη είναι κάθετη στην επιφάνεια. Θεωρούμε τώρα μια άλλη τομή διάφορη της καθέτου στο μήκος της ράβδου, η οποία έχει τυχαία διεύθυνση. Στην περίπτωση αυτή η δύναμη κατανέμεται σε μεγαλύτερη επιφάνεια S' και δεν είναι κάθετη σ' αυτή την επιφάνεια. Αν η δύναμη F αποτελεί την συνισταμένη των δυνάμεων που διανέμονται (σχ.4), αυτή η δύναμη μπορεί ν' αναλυθεί σε δύο συνιστώσες, την F x κάθετη στην επιφάνεια S' και την F s εφαπτομένη σ' αυτή την επιφάνεια. 63

64 Η ορθή τάση ορίζεται όπως πιο πάνω σαν το λόγο της συνιστώσας F1/S'. Ο λόγος της συνιστώσας F 2 προς την επιφάνεια S', καλείται εφαπτομενική τάση ή πιο συχνά, διατμητική τάση, δηλαδή. Ορθή τάση : F1/S' Διατμητική τάση : F 2 /S Στα σχήματα 5 και 6, φαίνονται αντικείμενα, που υπόκεινται σε συμπίεση. Σχήμα 5. Σχήμα 6. Η τάση στην περίπτωση αυτή είναι ορθή τάση αλλά συμπιεστική. Είναι φανερό επίσης ότι αν θεωρηθεί μία τυχούσα τομή στη ράβδο, αυτή η τομή θα υπόκειται και στις δύο τάσεις, δηλαδή στην διατμητική και στην ορθή τάση. Αυτές οι τάσεις θα είναι επίσης τάσεις συμπιέσεως. Με βάση τα πιο πάνω είναι δυνατό να βρεθεί σύστημα επιπέδων, τα οποία περικλείουν ένα στοιχειώδες τμήμα κάποιου σώματος που βρίσκεται στην επίδραση τάσεων του σώματος, που στη προκειμένη περίπτωση είναι στο οστό, έτσι ώστε οι διατμητικές τάσεις σ' αυτό να μηδενίζονται. Στην περίπτωση αυτή, οι αντίστοιχες ορθές τάσεις ονομάζονται κύριες τάσεις. Γενικά ένα στοιχειώδες τμήμα κάποιου σώματος, το οποίο βρίσκεται στην επίδραση τάσεων, τείνει γενικά να παραμορφωθεί, ενώ ο συνολικός όγκος του σώματος

65 τείνει να παραμείνει σταθερός. Στον αστράγαλο για παράδειγμα βρίσκεται το δεύτερο μεγαλύτερο ηλεκτρομαγνητικό πεδίο που έχει μετρηθεί στο ανθρώπινο σώμα (μετά από αυτό της καρδιάς) και αυτό λόγω των δυνάμεων που εφαρμόζονται σε αυτόν. Οι δυνάμεις που ασκούνται σε αυτόν λόγω της βαρύτητας και της δραστηριότητας παράγουν ένα πιεζοηλεκτρικό φαινόμενο. Αυτό το φαινόμενο παράγεται όταν το οστό ή ο συνδετικός ιστός υπόκειται σε δυνάμεις συμπίεσης και εφελκυσμού. Αν στην περίπτωση του αστραγάλου, το οποίο και μας ενδιαφέρει, θεωρήσουμε μετωπιαία τομή, στη τομή αυτή σε κάθε σημείο της ορίζεται ζεύγος κυρίων τάσεων, που είναι κάθετες η μία στην άλλη και από τις οποίες η μία είναι τάση σύνθλιψης και η άλλη εφελκυσμού. Το σύστημα των κυρίων τάσεων που αναπτύσσονται στον αστράγαλο, απεικονίζονται συνήθως δια των λεγομένων δυναμικών γραμμών (Εικόνα 40 και 41). Μέσω αυτών των δυνάμεων ενισχύεται η αναδόμηση του συνδετικού ιστού, η κυκλοφορία του αίματος και των διαφόρων μεταβολικών ουσιών. 65

66 Εικόνα 40. Σχηματική απεικόνιση συστημάτων δυναμικών γραμμών στις αρθρώσεις του κάτω άκρου.. ποδός. Εικόνα 41. Σχηματική απεικόνιση συστημάτων δυναμικών γραμμών άκρας

67 Εικόνα 42. Συνισταμένες δυνάμεων σε διάφορα σημεία στον αστράγαλο, στην κνήμη, στην περόνη στο σκαφοειδές και στην πτέρνα. Αυτές οι γραμμές είναι οικογένειες καμπύλων, των οποίων η εφαπτομένη σε κάθε σημείο της παρέχει τη διεύθυνση της κύριας τάσης στο αντίστοιχο σημείο, ενώ η πυκνότητα τους παρέχει το μέτρο της τάσης. Η φορά των τάσεων μπορεί να καθορισθεί με βέλη (εικόνα 42). Στην προκειμένη περίπτωση όμως του αστραγάλου, γίνεται εύκολα αντιληπτό, κατά ποίες διευθύνσεις έχουμε σύνθλιψη και κατά ποίες εφελκυσμό. Ανακεφαλαιώνοντας τα ανωτέρω, αναφέρουμε ότι κατά τη μελέτη της αρχιτεκτονικής ενός οστού λαμβάνουμε υπόψη τις δυνάμεις, οι οποίες ενεργούν εξωτερικά σε ορισμένα σημεία του οστού από μυς, συνδέσμους κλπ. και τις κύριες τάσεις, οι οποίες αναπτύσσονται στο εσωτερικό του οστού σαν αποτέλεσμα των εξωτερικών αυτών δυνάμεων. 67

68 AΠO ΤΗΝ ΟΠΤΙΚΗ Κατά την ηλεκτρομαγνητική θεωρία του Maxwell, το φως είναι ηλεκτρομαγνητικά κύματα με μήκος κύματος, που κυμαίνεται από Α (Αλεξόπουλος 1965, Ditchburn 1962). Όπως είναι γνωστό ένα ηλεκτρομαγνητικό κύμα αποτελείται από ένα ηλεκτρικό και ένα μαγνητικό κύμα, δηλαδή από δύο τοπικά και χρονικά μεταβαλλόμενα πεδία. (Το ηλεκτρικό έντασης Ε και το μαγνητικό έντασης Η). Τα ανύσματα Ε και Η, είναι κάθετα μεταξύ τους. Τα δύο κύματα στην περίπτωση της (διάδοσης του φωτός στο κενό έχουν την ίδια φάση και διαδίδονται με την αυτή ταχύτητα C. Στο σχήμα 9 αποδίδεται στιγμιότυπο ενός ηλεκτρομαγνητικού, κύματος, δηλαδή ενός ηλεκτρικού και ενός μαγνητικού κύματος. διεύθυνση Χ. Σχήμα 7. Στιγμιότυπο ηλεκτρομαγνητικού κύματος, που διαδίδεται κατά τη Όπως φαίνεται και τα δύο κύματα είναι πολωμένα, απ' αυτά το ηλεκτρικό πάλλεται σε κατακόρυφο επίπεδο και το μαγνητικό σε οριζόντιο. Για την μελέτη των διαφόρων φαινομένων, τα οποία εμφανίζονται κατά τη διάδοση του φωτός προς δεδομένη διεύθυνση, αρκεί η μελέτη της συμπεριφοράς του ενός από τα δύο κύματα. Συνήθως γίνεται επιλογή του ηλεκτρικού κύματος λόγω του ότι

69 τα περισσότερα φαινόμενα συμβαίνουν με την επίδραση του ηλεκτρικού πεδίου (π.χ. διέγερση ατόμων, φωτοχημικές αντιδράσεις κλπ.). Όπως είναι γνωστό οι διάφορες φωτεινές πηγές αποτελούνται από μεγάλο αριθμό στοιχειωδών φωτεινών πηγών (συνήθως διεγερμένων ατόμων ή μορίων), κάθε μία από τις οποίες εκπέμπει ένα στοιχειώδες ηλεκτρομαγνητικό κύμα. Κάθε στοιχειώδες κύμα έχει τις ιδιότητες του κύματος που εκπέμπεται από παλλόμενο ηλεκτρικό δίπολο (π.χ. κεραία ραδιοφωνικού σταθμού), δηλαδή αποτελείται από ένα εγκάρσιο μαγνητικό κύμα (σχήμα 8). Σχήμα 8. Το παλλόμενο δίπολο εκπέμπει ηλεκτρομαγνητικά κύματα. Τα ανύσματα Ε και Η πάλλονται διαρκώς σε κάθετα μεταξύ τους επίπεδα. Το επίπεδο αυτό εντός του οποίου πάλλεται το άνυσμα Ε του ηλεκτρικού κύματος, το ονομάζουμε επίπεδο ταλάντωσης (επίπεδο πόλωσης) και το ηλεκτρικό κύμα, που πάλλεται μέσα σ' αυτό, γραμμικά πολωμένο - άρα, κάθε στοιχειώδες κύμα του φωτός είναι γραμμικά πολωμένο. Το φυσικό φως που προέρχεται από διάφορες φωτεινές πηγές (λαμπτήρες κλπ.) αποτελείται από ηλεκτρομαγνητικό κύμα, του οποίου οι φάσεις και τα επίπεδα ταλάντωσης διαρκώς μεταβάλλονται. 69

70 από πολωτή. Στα σχήματα 9 και 10 φαίνεται η διεύθυνση διάδοσης του φωτός πριν και μετά Σχήμα 9 Σχήμα 10 Αντίθετα με το φυσικό φως, στο γραμμικά πολωμένο φως όλα τα στοιχειώδη ηλεκτρικά κύματα πάλλονται διαρκώς εντός του αυτού επιπέδου(σχ.11) Σχήμα 11 Το φως που προέρχεται από διάφορες φωτεινές πηγές είναι φυσικό φως. Αυτό το φως είναι δυνατό να το καταστήσουμε πολωμένο, αν το αφήσουμε να περάσει μέσα από κατάλληλο όργανο που λέγεται πολωτής. Αυτό το όργανο έχει την ιδιότητα να επιτρέπει να διέρχεται από αυτό, από κάθε στοιχειώδες κύμα, μόνο η συνιστώσα που είναι

71 παράλληλη προς ένα χαρακτηριστικό επίπεδο, το οποίο προκύπτει από την κατασκευή του πολωτή. Μηχανικό παράδειγμα για την κατανόηση του φαινόμενου της πόλωσης αποτελεί η ταλάντωση παχέος σχοινιού (σχ. 12 α, β). Σχήμα 12. Πίσω από την σχισμή το κύμα είναι πολωμένο. Είναι προφανές ότι τα κύματα του σχοινιού, λόγω της ακανόνιστης κίνησης του χεριού, πάλλονται σε διάφορα επίπεδα (α). Μετά τη δίοδο του από τη σχισμή, η οποία στην προκειμένη περίπτωση αποτελεί τον πολωτή, θα πάλλονται πλέον, μόνο σε ένα επίπεδο (β) και μάλιστα στο χαρακτηριστικό επίπεδο του πολωτή, δηλαδή του επίπεδου που ορίζεται από τη διεύθυνση της σχισμής και το σχοινί. Κατ' ανάλογο τρόπο, φυσικό φως που διέρχεται από κατάλληλο για φως πολωτή (π.χ. Polaroid) θα ταλαντώνεται μόνο εκτός του χαρακτηριστικού επίπεδου του πολωτή (σχ.13). 71

72 Σχήμα 13. Μετά την έξοδο από τον πολωτή το φως θα είναι γραμμικά πολωμένο. Πίσω από τον πρώτο ηθμό (Polaroid) τοποθετούμε δεύτερο ηθμό, τον οποίο ονομάζουμε αναλυτής και έχει εντελώς όμοια κατασκευή με τον πρώτο. Το τι θα συμβεί στην περίπτωση αυτή, εξαρτάται από την γωνία θ (σχ. 13), την οποία σχηματίζουν τα χαρακτηριστικά επίπεδα των δύο ηθμών. Όταν η γωνία θ είναι μηδέν μοίρες (0 ), το πολωμένο κύμα θα διέλθει δια του αναλυτή, χωρίς καμία μεταβολή. Όταν αντίθετα, ο πολωτής και αναλυτής είναι διασταυρωμένοι, θ =90, το πολωμένο κύμα θα ανακοπεί πλήρως από τον αναλυτή. Για ενδιάμεσες τιμές του αζιμούθιου (θ) το κύμα διέρχεται μερικώς. Σύστημα δύο τέτοιων ηθμών (πολωτή και αναλυτή) κατάλληλα τοποθετημένων και με τις διευθύνσεις πόλωσης κάθετες μεταξύ τους, καλείται πολωσισκόπιο.

73 ΑΠΟ ΤΗ ΦΩΤΟΕΛΑΣΤΙΚΟΤΗΤΑ Η μέθοδος της φωτοελαστικότητας, χρησιμοποιείται ευρέως στη βιομηχανία, για την μελέτη των τάσεων και παραμορφώσεων που αναπτύσσονται σε ορισμένα σχήματα μηχανών. Συνίσταται στη φόρτιση πλαστικών δοκιμίων, εντός των οποίων οι τάσεις που αναπτύσσονται καθώς και οι παραμορφώσεις είναι δυνατόν να μελετηθούν, εφόσον το δοκίμιο εκτεθεί σε πολωμένο φως, σαν. φωτεινό φαινόμενο. Αυτό συμβαίνει, επειδή, τα πλαστικά αυτά, αποτελούνται από ειδικές ρητίνες, οι οποίες συμπεριφέρονται σαν διαθλαστικοί κρύσταλλοι, όσο χρόνο βρίσκονται υπό φόρτιση, και των οποίων η μοριακή κατασκευή γίνεται φανερή κατά μήκος των τροχιών των τάσεων. Το φαινόμενο στο οποίο στηρίζεται η φωτοελαστικότητα ανακαλύφθηκε από τον Sir David Brewster (1816). Ο Brewster ήξερε πολύ καλά, ότι μπορούσε να χρησιμοποιηθεί σαν μέθοδος μέτρησης τάσεων, αλλά τον 19ο αιώνα, το μόνο κατάλληλο υλικό για την κατασκευή μοντέλων ήταν το γιαλί και έτσι μέχρι τις πρώτες δεκαετίες του 20ού αιώνα υπήρξε μικρή πρόοδος. Αυτή η πρόοδος ακολουθεί την εισαγωγή ζελατίνας για κατασκευή μοντέλων και οφείλεται κυρίως στις προσπάθειες των Coker και Filton των οποίων η πραγματεία στην φωτοελαστικότητα είναι ακόμη πολύτιμη. Από το 1930, που εμφανίστηκαν νέα πλαστικά κατάλληλα για φωτοελαστικότητα, η μέθοδος αναπτύχθηκε σε μία ισχυρή και ακριβή τεχνική ανάλυσης τάσεων. Η μέθοδος της φωτοελαστικότητας έχει το πλεονέκτημα της διερεύνησης όλου του πεδίου τάσεων και όχι μόνο επιλεγμένων σημείων (Hendry). Από τα παραπάνω συνάγεται ότι, εάν μεταξύ πολωτή και αναλυτή τοποθετήσουμε ένα τυχόν διαφανές υλικό, το προσπίπτον φως δεν μπορεί να διέλθει από τον αναλυτή, γιατί τα χαρακτηριστικά τους επίπεδα είναι κάθετα μεταξύ τους. Αν όμως το παρεμβαλλόμενο υλικό είναι φωτοελαστικό (διαθλαστικό) και υποβληθεί σε μηχανική καταπόνηση, τότε τμήμα του φωτός μπορεί γενικά να εξέλθει από το πολωσιοσκόπιο (Hendry 1964). Αυτό το φαινόμενο εμφανίζεται, γιατί το υπό πίεση υλικό αποκτά την ιδιότητα του διαχωρισμού του εισερχομένου φωτός σε δύο συνιστώσες πολωμένες κατά τις διευθύνσεις των κυρίων τάσεων. 73

74 Τα φωτεινά κύματα σε αυτές τις δέσμες, μεταδίδονται μέσω της υπό τάση πλάκας, με διαφορετικές ταχύτητες έτσι, ώστε όταν εξέρχονται τα φωτεινά κύματα στις δύο δέσμες, έχουν αποκτήσει σχετική επιβράδυνση, που εξαρτάται από δύο παράγοντες : α) Την διαφορά των κυρίων τάσεων στην πλάκα και β) από το πάχος της. Ο αναλυτής επιτρέπει να περάσουν μόνο συνιστώσες από τις δύο δέσμες, οι οποίες είναι παράλληλες προς το χαρακτηριστικό του επίπεδο πόλωσης. Οι συνιστώσες που διέρχονται, συνθέτουν ένα φωτεινό κύμα, εκτός αν η σχετική καθυστέρηση συμπίπτει με το μήκος κύματος του φωτός που χρησιμοποιήθηκε στο πείραμα, οπότε έχουμε εξάλειψη του φωτός. Στην περίπτωση που χρησιμοποιηθεί λευκό φως, τότε τα χρώματα, των οποίων τα μήκη κύματος είναι ίσα με την σχετική καθυστέρηση, εξαφανίζονται και το φως που παρατηρείται είναι έγχρωμο, και αυτό, οφείλεται στη σύνθεση των υπολοίπων χρωμάτων. Η λειτουργία του πολωσιοσκοπίου, φαίνεται στο σχήμα 28, ενώ στην εικόνα 4 βλέπουμε την συσκευή της φωτοελαστικότητας. Η σχετική καθυστέρηση (γ) μεταξύ των δύο μεταδοθέντων κυμάτων, δίνεται από την εξίσωση : r = C (σρ - σq) d όπου, σρ και σq, είναι οι κύριες τάσεις, d είναι τα πάχος του δοκιμίου και C είναι μια σταθερά του υλικού, γνωστή σαν Stress - Optical coefficient. Ο συντελεστής C έχει διαστάσεις αντίστροφες της τάσης και μονάδα του είναι το Brewster ίσο προς 10~ 13 cm 2 /dyne. Αν αντί λευκού φωτός χρησιμοποιηθεί μονοχρωματική ακτινοβολία, τότε κάθε φορά που η σχετική καθυστέρηση (r) είναι ίση προς ακέραιο πολλαπλάσιο του μήκους κύματος, το φως θα εξαφανίζεται.

75 Σχήμα 14. Σχηματική ανάλυση του φαινομένου της φωτοελαστικότητας. Εικόνα 43. Συσκευή φωτοελαστικότητας. 75

76 Μέχρι τώρα μόνο η συμπεριφορά μίας πλάκας που πιέζεται ομοιόμορφα έχει μελετηθεί. Αν όμως η τάση μεταβάλλεται από σημείο σε σημείο στην πλάκα, η σχετική καθυστέρηση και κατ' αυτόν τον τρόπο το χρώμα που παρατηρείται θα είναι το ίδιο για όλα τα σημεία όπου η διαφορά (σρ - σς) έχει την ίδια τιμή. Τα σημεία αυτά βρίσκονται σε μία καμπύλη, η οποία καλείται ισόχρωμος, το δε σύνολο των καμπυλών αυτών, αποτελεί το δίκτυο των ισοχρώμων. Συμπερασματικά επομένως οι ισόχρωμοι είναι οι γεωμετρικοί τόποι των σημείων στα οποία η διαφορά τιμών κυρίων τάσεων (σp-σq) είναι σταθερή (Κοκκινόπουλος). Αν η διεύθυνση μίας των κυρίων τάσεων σε ένα σημείο μίας πλάκας που πιέζεται είναι παράλληλη προς το αζιμούθιο πόλωσης του φωτός που εισέρχεται, αυτό θα περάσει μέσα από την πλάκα χωρίς να διασπασθεί και θα ανακοπεί από τον αναλυτή. Έτσι, στην περίπτωση που μία πλάκα πιέζεται ομοιόμορφα, το πεδίο του πολωσισκοπίου, θα γίνεται σκοτεινό κάθε φορά που το επίπεδο πόλωσης του φωτός που εισέρχεται, συμπίπτει με τον άξονα της πλάκας. Σε πλάκα όμως που πιέζεται ανομοιόμορφα, το φως θα εξαφανίζεται όταν η διεύθυνση πόλωσης συμπίπτει με την διεύθυνση των κυρίων τάσεων. Ο γεωμετρικός τόπος σημείων που συμβαίνει αυτό εμφανίζεται σαν σκοτεινή γραμμή γνωστή σαν ισοκλινής γραμμή. Αν στρέψουμε τώρα το σύστημα πολωτή- αναλυτή, κατά διαφόρους γωνίες, θα λάβουμε σειρά ισοκλινών καμπύλων. Με την βοήθεια των καμπυλών αυτών, μπορούμε να κατασκευάσουμε τις διευθύνσεις των κυρίων τάσεων για κάθε σημείο του δείγματος και στην προκειμένη περίπτωση, των αστραγάλων. Όταν η διεύθυνση της κυρίας τάσης αλλάζει γρήγορα οι ισοκλινείς είναι καλά καθορισμένες, αλλά σε περιοχές όπου η διεύθυνση κυρίας τάσης είναι σχεδόν σταθερή οι ισοκλινείς καμπύλες είναι μάλλον συγκεχυμένες. Σε κάθε σημείο όπου (σρ-σς) = 0 (ισότροπο σημείο) θα παρατηρηθεί ένα σκοτεινό σημείο μέσα από το οποίο θα περάσουν όλες οι ισοκλινείς της γύρω περιοχής.

77 Συμπερασματικά από τα πιο πάνω μπορούμε να έχουμε πληροφορίες για : α) Την διεύθυνση των κυρίων τάσεων σε κάθε σημείο του δείγματος (ισοκλινείς). β) Την διαφορά των κυρίων τάσεων σε κάθε σημείο του δείγματος (ισόχρωμες). Στο σχήμα 15 φαίνεται ο τρόπος κατασκευής από τις ισοκλινείς καμπύλες των δυναμικών γραμμών κυρίων τάσεων, τις οποίες μπορούμε πλέον να παραβάλλουμε με την διάταξη των οστέινων δοκίδων. Σχήμα 18. Οι δυναμικές γραμμές των κυρίων τάσεων. Αν I 1, Ι 2, Ι 3 είναι οι ληφθείσες ισοκλινείς καμπύλες και θ 1, θ 2, θ 3 οι αντίστοιχες γωνίες, τότε σύμφωνα με την θεωρία της φωτοελαστικότητας η γωνία θ 1 παρέχει την διεύθυνση της κυρίας τάσης για κάθε σημείο της ισοκλινούς καμπύλης Ι 1. Με την λήψη ικανού αριθμού ισοκλινών καμπύλων, κατασκευάζουμε ολόκληρο το δίκτυο των τροχιών των κυρίων τάσεων (Hendry 1964). 77

78 ΕΙΔΙΚΟ ΜΕΡΟΣ

79 ΕΙΔΙΚΟ ΜΕΡΟΣ ΣΚΟΠΟΣ ΤΗΣ ΕΡΕΥΝΑΣ Σκοπός της εργασίας αυτής, είναι η σύγκριση της δομής «Δοκίδωση», με τις δυναμικές γραμμές των κυρίων τάσεων (εφελκυσμού και σύνθλιψης) του αστραγάλου ανθρώπου, οι οποίες αναπτύσσονται κατά την διάρκεια της ζωής του ανθρώπου στο εσωτερικό του κάτω άκρου ως συνέπεια της επίδρασης του βάρους του σώματος και των δυνάμεων, που προέρχονται από τους προσφυόμενους μυς και συνδέσμους, καθώς και των επαγγελματικών συνθηκών και του τρόπου βάδισης του ανθρώπου. Η εξαγωγή και η αξιολόγηση των συμπερασμάτων που απορρέουν από αυτή την σύγκριση, είναι και αυτή σημαντικό κομμάτι αυτής της έρευνας. Σ αυτήν την εργασία θα γίνει επιλογή για μελέτη του αστραγάλου, λόγω της μηχανικής του σημασίας στον ανθρώπινο οργανισμό, του μεγέθους του, του σύνθετου σχήματος του και της συχνότητας με την οποία αντιμετωπίζουν οι κλινικοί δυσμορφίες του οστού αυτού, οι οποίες υπάρχουν εκ γενετής ή αναπτύσσονται και αποκτούνται κατά την διάρκεια της ζωής τους. Βαθειά γνώσης της δομής του αστραγάλου, είναι και βασική προϋπόθεση στους ορθοπεδικούς χειρούργους, που αναλαμβάνουν την ευθύνη αποκατάστασης της μηχανικής του αστραγάλου. 79

80 ΥΛΙΚΟ ΤΗΣ ΕΡΕΥΝΑΣ Το υλικό της ερευνητικής μελέτης διακρίνεται σε βιολογικό και φωτοελαστικό υλικό. Α) Βιολογικό υλικό: Το βιολογικό υλικό της παρούσης έρευνας θα προέλθει εξολοκλήρου α) από ανθρώπινα πτώματα που χρησιμοποιούνται για την ανατομική παρασκευή και ανατομική εκμάθηση των Β ετών φοιτητών της ιατρικής σχολής πανεπιστήμιου Αθηνών και β) από ανθρωπίνους σκελετούς που χρησιμοποιούνται για την οστεολογική μελέτη των φοιτητών. Β) Φωτοελαστικό υλικό Το συνηθέστερο χρησιμοποιούμενο για δισδιάστατη φωτοελαστικότητα είναι η εποξική ρητίνη η οποία φέρεται στο εμπόριο ως Araldite. Το πλεονέκτημα του υλικού αυτού είναι ότι, όταν φορτίζεται δίνει πολλές τάξεις ισόχρωμων καμπυλών, ενώ μειονεκτεί στο ότι είναι πολύ ακριβό υλικό. Για τη μελέτη της εργασίας αυτής θα στηριχτούμε κυρίως στις ισοκλινείς καμπύλες και όχι τόσο στις ισόχρωμες. ΜΕΘΟΔΟΣ ΜΕΛΕΤΗΣ Οι μελετηθέντες αστράγαλοι λήφθηκαν από τα πτώματα, στα οποία άνηκαν. Πρώτα αφαιρέθηκαν τα μαλακά μόρια, τα οποία προσφύονται επί του οστού και στη συνεχεία με βρασμό αποβλήθηκε το περισσότερο λίπος τους και τέλος τα οστά τέθηκαν σε διάλυμα αφοραίου αιθέρα. Μετά τον πλήρη καθαρισμό των αστραγάλων από τα μαλακά μόρια και το λίπος μετρήθηκαν όπως θα δούμε στον πίνακα 2 παρακάτω διάφορα μεγέθη όπως το μήκος και το πλάτος ολόκληρου του αστραγάλου, καθώς και του σώματος της κεφαλής και των γωνιών μεταξύ τροχιλίας και αυχένα και τροχιλίας με την κεφαλή του αστραγάλου. Οι μετρήσεις έγιναν με ένα ψηφιακό γωνιόμετρο και ένα παχύμετρο (βλ. εικόνα 44). Έπειτα από τις μετρήσεις έγινε σε κάθε αστράγαλο εγκάρσια τομή στο μέσω του αστραγάλου.

81 Στο τμήμα αυτό του αστραγάλου, αργότερα έγινε με ειδικό λεπτό πριόνι (σέγα) επιμήκης μετωπιαία τομή έτσι ώστε η τομή αυτή να διέρχεται δια μέσου του αστραγάλου. Τα τμήματα του οστού, τα οποία προέρχονταν από την επιμήκη τομή των 17 αστραγάλων που μελετήσαμε, τέθηκαν διαδοχικά σε οινόπνευμα 80% και αιθέρα για την αποβολή του λίπους, που τυχόν είχε παραμείνει ακόμη στα μεταξύ των οστέινων δοκίδων διάκενα οστού. Έτσι οι οστέινες δοκίδες του αστραγάλου διακρίνονταν ευκρινώς και συνεπώς η μελέτη των δοκίδων αυτών γινόταν με μεγαλύτερη ευχέρεια. Εικόνα 44. Α: Το παχύμετρο και Β: το ψηφιακό γωνιόμετρο που χρησιμοποιήθηκαν για τις μετρήσεις των αστραγάλων. 81

82 Εικόνα 45. Η ποδοκνημική άρθρωση ανδρός του δείγματος μας πριν αφαιρεθεί ο αστράγαλος. Εικόνα 46. Αστράγαλος (κάτω όψη) του δείγματος μας πριν να υποστεί χημική διεργασία. Εικόνα 47. Αστράγαλος (άνω όψη) του δείγματος μας πριν να υποστεί χημική διεργασία.

83 Εικόνα 48. Ποδοκνημική άρθρωση (πλάγια έσω όψη) γυναίκας του δείγματος μας. Εικόνα 49. Αριστερός αστράγαλος μαζί με το σκαφοειδές οστό (άνω όψη) του δείγματος μας. Εικόνα 51. Οστικές δοκίδες αριστερού αστραγάλου (άνω όψη) καθώς έχει γίνει οριζόντια τομή. Εικόνα 50. Αριστερός αστράγαλος (άνω όψη) του δείγματος μας, πριν την τοποθέτηση του φωτοελαστικού υλικού μας. 83

84 Εικόνα 52. Ποδοκνημική άρθρωση του δείγματος μας πριν γίνει οποιαδήποτε επεξεργασία σε αυτήν (έξω πλάγια όψη). Εικόνα 53. Αστράγαλος και πτέρνα του δείγματος μας πριν γίνει οποιαδήποτε επεξεργασία σε αυτά (έσω πλάγια όψη). Εικόνα 55. Ο προσανατολισμός των οστικών δοκίδων του αστραγάλου (πλάγια όψη) μετά από οβελιαία τομή αυτού. Εικόνα 54. Δεξής αστράγαλος του δείγματος μας μετά την χημική διαδικασία που έχει υποστεί (άνω όψη).

85 Όσον αφορά το φωτοελαστικό υλικό της εποξικής ρητίνης (Araldite) περιχύθηκε (αφού είχε αναμιχθεί με συγκεκριμένη ποσότητα καταλύτη) στους 17 αστραγάλους πριν γίνουν οι τομές αυτών (εγκάρσια κ μετωπιαία τομή για να μελετηθούν οι οστικές δοκίδες). Η εποξική ρητίνη έχει το πλεονέκτημα να μην συρρικνώνεται μετά την σκλήρυνση της και να ανταπεξέρχεται σε φορτίσεις και δυνάμεις συμπίεσης πολύ καλύτερα από τις άλλες ρητίνες όπως ο πολυεστέρας και ο βινιλεστέρας. Στεγνώνοντας η ρητίνη περιέβαλλε τον αστράγαλο και τα δοκίμια ήταν έτοιμα για να υποστούν φορτίσεις. Στα δοκίμια αυτά επιβάλλονται φορτίσεις, ορισμένου μεγέθους και φοράς, σε ορισμένες θέσεις και κατά ορισμένες γωνίες. Μεταξύ μεγάλου πλήθους συνδυασμών φορτίσεων, που αναφέρονται στην βιβλιογραφία, θα επιλέξουμε εκείνες τις συνθήκες φόρτισης, που συμφώνα με τον Jensen (1978), έδωσαν τα καλύτερα αποτελέσματα. Η τοποθέτηση των δοκιμίων θα γίνει σε κατασκευασθείσα μηχανή της όποιας το κεντρικό τμήμα, μπορεί να μετακινείται σε οριζόντια κοχλιωτή δοκό. Το κεντρικό τμήμα της συσκευής μπορεί να ολισθαίνει σε δυο κάθετους δοκούς και να περιστρέφεται ανάλογα με τις ανάγκες του πειράματος σε κάθετο άξονα. Η φόρτιση επιτυγχάνεται υδραυλικό μηχάνημα Tinius. Το κάτω τμήμα του δοκιμίου, θα στερεωθεί σε ειδική υποδοχή, που είναι προσαρμοσμένη στη βάση της συσκευής. Στο πάνω τμήμα των αστραγάλων με την ρητίνη παρετίθετο τεμάχιο ελαστικού που παριστούσε τον αρθρικό χόνδρο. 85

86 ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ Με τις μεθόδους που αναφέρθηκαν παραπάνω αναλύσαμε τα μεγέθη που παρατίθενται στους παρακάτω πίνακες. Η στατιστική ανάλυση εκτελέστηκε χρησιμοποιώντας το στατιστικό πακέτο SPSS ( Statistical Package for Social Sciences). Ο έλεγχος της κανονικότητας της κατανομής των μετρήσεων έγινε χρησιμοποιώντας το Kolmogorov-Smirnov test και το normal probability plot. Στον πίνακα 2 όπως παρατηρούμε μεγέθη όπως το μήκος και το πλάτος του αστραγάλου και των δομών του εκφρασμένα σε χιλιοστά καθώς και την τυπική απόκλιση αυτών. Επίσης μετρήσαμε και τις γωνίες τις τροχιλίας από την κεφαλή και από τον αυχένα του αστραγάλου. Στις εικόνες που ακολουθούν βλέπουμε ακριβώς πως έγιναν αυτές οι μετρήσεις. Εικόνα 55. Μέτρηση του μήκους και του πλάτους του αστραγάλου συνολικά. Εικόνα 56. Μέτρηση του μήκους και του πλάτους του σώματος του αστραγάλου.

87 Εικόνα 57. Μέτρηση του μήκους και του πλάτους της κεφαλής του αστραγάλου.(α: πρόσθια όψη, Β:άνω όψη) Εικόνα 58. Μέτρηση της γωνίας γ της τροχιλίας (α) με την κεφαλή του αστραγάλου (β). Εικόνα 59. Μέτρηση της γωνίας γ της τροχιλίας (α) με τον αυχένα του αστραγάλου (β). (άνω όψη αστραγάλου) 87

88 ΜΕΓΕΘΗ ΑΝΔΡΕΣ (n=10) ΜΕΣΟΣ ΟΡΟΣ ΤΙΜΩΝ ΓΥΝΑΙΚΕΣ (n=7) Μήκος αστραγάλου (mm) Πλάτος αστραγάλου (mm) Μήκος σώματος αστραγάλου (mm) Πλάτος σώματος αστραγάλου (mm) Μήκος κεφαλής αστραγάλου Πλάτος κεφαλής αστραγάλου Γωνία τροχιλίαςκεφαλής του αστραγάλου ( ο ) Γωνία τροχιλίας-αυχένα αστραγάλου( ο ) Δεξής (n=4) Αριστερός (n=6) Δεξής (n=3) Αριστερός (n=4) 58,6 ± 3,5 58,4 ± 3,0 55,7 ± 2,9 54,4 ± 2,6 45,1 ± 2,6 45,4 ± 2,5 40,8 ± 1,6 41,1 ± 2,1 44,5 ± 2,6 43,9 ± 2,8 39,2 ± 3,1 39,5 ± 3,4 34,5 ± 2,1 33,6 ± 1,9 29,0 ± 2,1 28,9 ± 2,1 22,4 ± 2,5 23,0 ± 2,5 23,2 ± 1,2 22,8 ± 1,8 15,6 ± 1,8 15,7 ± 1,7 15,7 ± 0,8 15,7 ± 0,8 23,5 ± 4,4 25,3 ± 3,9 24,8 ± 3,5 24,3 ± 3,8 27,3 ± 5,2 28,9 ± 5,6 22,0 ± 6,7 27,4 ± 5,7 Ηλικία (έτη) 67,83 (ελάχ: 60, μέγ: 80) 47,25 (ελάχ: 20, μέγ: 69) Πίνακας 2. Τα μεγέθη που μετρήθηκαν από το δείγμα μας. Οι τιμές που διατυπώνονται είναι οι μέσοι όροι των μετρήσεων και οι τιμές ± είναι η τυπική απόκλιση (standard deviation). Όπως δείχνει ο πίνακας 2 οι αστράγαλοι των ανδρών του δείγματος μας είναι μεγαλύτεροι σε μέγεθος από αυτούς των γυναικών και οι διαφορές μεταξύ αριστερού και δεξή αστραγάλου ίδιων ατόμων δεν παρουσιάζουν σημαντική και στατιστικά σημαντική διαφορά. Στο τέλος παρατηρούμε και τον μέσο όρο ηλικίας του δείγματος μας ανά φύλλο καθώς και την ελάχιστη και την μέγιστη τιμή της ηλικίας αυτού. Στον πίνακα 3 που ακολουθεί αναφέρονται οι αποκλίσεις ανά σημείο μεταξύ των οστικών δοκίδων και των δυναμικών γραμμών των δυνάμεων συμπίεσης στον αστράγαλο. Τα τέσσερα αυτά σημεία που επιλέχθηκαν να μελετήσουμε (βλ. εικόνα 60) είναι το σώμα του αστραγάλου που εφάπτεται με την κνήμη (σημείο 1), ο αυχένας (σημείο 2), η κεφαλή (σημείο 3) και η κάτω πλευρά του σώματος του αστραγάλου που εφάπτεται με την πτέρνα (σημείο 4).

89 α/α ΔΕΙΓΜΑΤΑ Δεξής αστρ. άνδρα 62 ετών Αριστερός αστρ. άνδρα 62 ετών Δεξής αστρ. άνδρα 71 ετών Αριστερός αστρ. άνδρα 71 ετών Δεξής αστρ. άνδρα 80 ετών Αριστερός αστρ. άνδρα 80 ετών Δεξής αστρ. άνδρα 60 ετών Αριστερός αστρ. άνδρα 60 ετών Δεξής αστρ. γυναίκας 55 ετών Αριστερός αστρ. γυναίκας 55 ετών Δεξής αστρ. γυναίκας 45 ετών Αριστερός αστρ. γυναίκας 45 ετών Δεξής αστρ. γυναίκας 69 ετών Αριστερός αστρ. γυναίκας 69 ετών Αριστερός αστρ.άνδρα 66 ετών Αριστερός αστρ.άνδρα 68 ετών Αριστερός αστρ. γυναίκας 20 ετών ΑΠΟΚΛΙΣΗ ΔΟΚΙΔΩΝ-ΔΥΝΑΜΙΚΩΝ ΓΡΑΜΜΩΝ ΣΗΜΕΙΑ ,2 ο 4,4 ο 7,1 ο 3,8 ο 5,1 ο 4,9 ο 8,5 ο 4,2 ο 7,3 ο 5,7 ο 4,3 ο 4,4 ο 6,8 ο 5,5 ο 6,6 ο 6,2 ο 9,6 ο 9,5 ο 11,8 ο 12,2 ο 6,5 ο 8 ο 7,5 ο 7 ο 7,8 ο 7,9 ο 7,7 ο 8,2 ο 7,5 ο 8,8 ο 9,2 ο 8,1 ο 8,9 ο 9,1 ο 6,9 ο 6,5 ο 9,5 ο 9,4 ο 6,8 ο 6,4 ο 5,5 ο 6,2 ο 6 ο 5,7 ο 5,9 ο 6,5 ο 5,8 ο 7,7 ο 9,3 ο 8,4 ο 9 ο 8,3 ο 7,6 ο 8,6 ο 9,2 ο 8,1 ο 4,5 ο 5,9 ο 7,1 ο 4,6 ο 6,3 ο 7 ο 12,1 ο 5,5 ο 4,6 ο 5,5 ο 5,9 ο 3,3 ο Πίνακας 3. Οι αποκλίσης των οστικών δοκίδων και των δυναμικών γραμμών ανα σημείο. 89

90 ΣΥΝΟΛΙΚΟΣ ΜΕΣΟΣ ΟΡΟΣ ΣΗΜΕΙΑ ΜΕΤΡΗΣΕΩΝ ΑΠΟΚΛΙΣΕΩΝ 1 6, 87 ο 2 7,13 ο 3 7,73 ο 4 6,48 ο Πίνακας 4. Ο μέσος όρος των αποκλίσεων των οστικών δοκίδων και των δυναμικών γραμμών ανά σημείο. Από τα 4 αυτά σημεία μετρήσαμε τον μέσο όρο των αποκλίσεων των δυναμικών γραμμών και των οστικών δοκίδων και σε συνάρτηση με τις ισόχρωμες γραμμές που έδωσε το φωτοελαστικό μας υλικό (παρατηρούσαμε σημεία υψηλότερης μηχανικής πίεσης- φόρτισης στον αστράγαλο) προέκυψαν κάποια συμπεράσματα που θα διατυπώσουμε παρακάτω. Εικόνα 60. Ακτινογραφία αριστερού κάτω άκρου στην οποία έχουν σημειωθεί τα 4 σημεία που επιλέχθηκαν καθώς και οι φορτίσεις στον αστράγαλο χρωματικά (κόκκινο μεγαλύτερη φόρτιση μπλε μικρότερη).