Biofizică și imagistică medicală , 3 BIOMECANICA , Mecanica inimii

BIOMECANICA

Mecanica studiază formele cele mai simple de mişcare ale materiei. Noţiunea de mişcare, de
deplasare a corpurilor cere existenţa unei poziţii de unde începe mişcarea, adică a poziţiei de repaus.
Cinematica studiază mişcarea pe difeite traiectorii în raport cu timpul şi independent de cauzele care
provoacă mişcarea.
Dinamica studiază mişcarea corpurilor legată de cauzele care o produc, adică de forţe.
Statica studiază echilibrul corpurilor asupra cărora acţionează diferite forţe, precum şi mijloacele de
realizare a echilibrului.
Cinematica umană
Locomoţia umană se face sub formă de mers, alergare sau săritură. Ea se caracterizează prin faptul
că, la un moment dat picioarele se ridică de la sol:
-unul cîte unul;
-amîndouă odată;
-într-o anumită fază a deplasării.

Mersul
Se compune dintr-o serie de perioade de spijin ale corpului pe un singur membru inferior, despărţite
de perioade de sprijin pe ambele membre inferioare. Faza de sprijin unilateral are loc în cea mai mare
parte a timpului, adică atunci cînd corpul se sprijină pe un singur picior. Sprijinul dublu este atunci
cînd piciarele se află în acelaşi timp pe sol.
În faza de sprijin unilateral se distinge:
- pasul posterior, cînd piciorul oscilant se află în urma celui de sprijin;
- pasul anterior, cînd piciorul oscilant se află înaintea celui sprijinit.
În deplasarea sa, corpul uman execută şi alte mişcări:
-oscilaţii verticale;
-oscilaţii transversale;
-oscilaţii longitudinale.
Alergarea
Se caracterizează prin faptul că în nici un moment picioarele nu se află pe sol amîndouă odată. La o
anumită viteză apare un interval în care corpul nu are contact deloc cu solul. Alergarea se compune
dintr-o serie de perioade de sprijin, alternate prin perioade de suspensie. În alergare, picioarele sunt
în flexie.
Săritura
Constă în deplasarea cu ambele picioare odată, fazele de sprijin ale picioarelor pe sol fiind separate
de aflarea concomitentă a picioarelor în aer.

Legile paşilor
- lungimea medie a pasului normal este mai mare la bărbat(63 cm) decît la femeie(50);
- la ambele sexe pasul drept este mai mare ca pasul stâng;
- depărtarea laterală a picioarelor în timpul mersului este mai mică la bărbaţi (11-12 cm) decât la
femei (12-13 cm);
- lungimea pasului creşte cu frecvenţa, pînă la o cadenţă de 75 paşi pe minut; la o cadenţă mai mare
lungimea pasului scade;
- viteza mersului creşte cu frecvenţa paşilor, pînă la o cadenţă de 85 paşi pe minut; la o cadenţă mai
mare viteza descreşte.
Dinamica corpului uman
Inerţia este o proprietate generală a tuturor corpurilor. Legea inerţiei sau legea fundamentală a
dinamicii a fost formulată de Newton: un corp îşi păstrează starea de repaus sau de mişcare rectilinie
uniformă, atîta vreme cît acţiunea altor corpuri nu-l obligă să-şi modifice starea sa. Influenţa unor
corpuri asupra altora se manifestă cu ajutorul unor forţe. Gravitația este forţa pe care o exercită
pămîntul asupra corpurilor din jurul lui. Astfel, orice corp aflat sub influenţa gravitaţiei, în cazul în
care nu intervin alte forţe, cade spre pămînt. Centrul de greutate al oricărui corp se află la intersecţia
a cel puţin trei plane, faţă de care se compensează momentele forţelor de gravitaţie. La corpul uman
centrul de greutate depinde de poziţia corpului, a membrelor, de încărcarea lor. Astfel se determină
trei plane: unul orizontal, unul frontal şi unul median antero-posterior, iar centrul de greutate se află
la intersecţia acestor trei plane.
Statica corpului uman
Statica studiază echilibrul, adică starea în care se află un corp solicitat de mai multe forte, care-şi
anulează reciproc efectele. Astfel, considerînd echilibrul unui corp asupra căruia acţionează numai
gravitaţia, se deosebesc:
- echilibrul de suspensie cînd corpul este mobil în jurul unei axe de rotaţie;
- echilibrul de sprijin cînd corpul se află pe un plan cu care are contact printr-o bază de susţinere.
În oricare caz există trei moduri de echilibru: stabil, nestabil şi indiferent.
Pîrghiile
Acţiunea pîrghiilor se bazează pe echilibrul a două forţe: forţa pasivă şi forţa activă. În corpul uman,
există peste 200 de pîrghii osoase.
Pîrghiile sunt:
-genul I sau de echilibru: trunchiul în picioare;
-genul II sau de forţă: dinţii incisivi şi canini;
-genul III sau de deplasare: antebraţul în flexie cînd flexorii se contractă.
În corp se întîlnesc de cele mai multe ori pîrghii de genul III.

Mecanica inimii
Sângele circulă în vasele sangvine, fiind propulsat de inimă în aparatul cardio-vascular, energia fiind
transmisă sângelui de contracţiile inimii. Inima este principalul organ propulsor al sîngelui. Circulaţia
este condiţionată de contracţiile rimice ale inimii, alternate cu relaxarea ei. În medie, frecvenţa
contracţiilor inimii este 70/min la bărbaţi şi 80/min la femei, iar la copii frecvenţa este mai mare.
Mecanica vaselor sanguine
Inima aruncînd intermitent la fiecare sistolă o cantitate de sânge în artere, ar trebui ca regimul de
curgere prin vase să fie şi el intermitent. Dar, datorită elasticităţii vaselor, sângele curge continuu şi
deci se măreşte debitul sângelui în vase. Presiunea pe care contracţia ventriculară o dă sângelui, se
transmite cu o valoare din ce în cemai redusă, cu cît se depărtează de regiunea de propulsare(inima)
spre periferie(capilare). Presiunea sângelui este în medie 120-130 torri în aortă, 100-120 torri în
carotidă, jugulară, femurală, radială, şi 70-90 torri în arterele mici. În capilare, presiunea este 10-30
torri. În vene, fenomenul este în sens invers, viteza de circulaţie în vene creşte pe măsură ce sângele
se apropie de inimă. Presiunea mai depinde de fluiditatea sângelui. Presiunea arterială este cea mai
importantă mărime pentru controlul şi diagnosticul tulburărilor în funcţionarea aparatului cardiovascular.
Metoda de determinare a presiunii arteriale se bazează pe echilibrarea acesteia cu ajutorul unei
presiuni exterioare. Aceasta se realizează exercitînd o presiune prin ţesuturi, asupra unei artere care
trece pe un plan rezistent, până se opreşte circulaţia în acel loc. Astfel, se citeşte pe manometru
presiunea exterioară necesară pentru a opri circulaţia şi se consideră că reprezintă presiunea sistolică
a sîngelui în artera comprimată. Aparatele pentru măsurat se numesc tensiometre. Palparea arterei dă
la fiecare bătaie a inimii, o senzaţie caracteristică, datorită deformaţiei elastice a arterei sub influenţa
trecerii undei sanguine, numită puls.