содержание   ..  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  ..

Антропометрия кисти руки

Одним из показателей качества перчаток является соответствие их размеров и формы размерам и форме кисти руки.

Методы обмера кисти руки. Морфологические признаки, определяющие форму кисти руки человека, колеблются в зависимости от пола, возраста людей, эпохальных изменений и др. Наблюдается разнообразие не только отдельных размеров, но и пропорций кистей рук человека.

Для получения точных и сравнимых данных кисти рук измеряют между определенными антропометрическими точками и по очерченным границам на мягких тканях или по специфическим кожным образованиям, например, по первой и второй дугам тенара (тенар — мышцы возвышения большого пальца).

Размеры кисти в значительной степени зависят от положения кисти измеряемого, поэтому кисти измеряют в определенном положении, предусмотренном методикой. Соблюдение техники измерений является предпосылкой получения сопоставимых и точных данных.

Анатомические точки и линии должны соответствовать ясно выраженным и легко фиксируемым точкам скелета, мягких тканей и кожных образований. На кисти такими точками и линиями являются следующие (рис. 3.18). Конечные пальцевые точки аи а2, аз, а4, а5 — конечные точки мышечной ткани на концах первого — пятого пальцев кисти.

Межпальцевые первая — четвертая точки Ми М2, М3, М4 — самые глубокие точки межпальцевых промежутков (между первым и вторым, вторым и третьим, третьим и четвертым, .четвертым и пятым пальцами).

Линия основания кисти — линия кожной складки, образующаяся соответственно на ладонной или тыльной поверхностях проксимального отдела при сгибании или разгибании кисти и проходящая через шиловидный отросток лучевой кости.

Середина основания кисти — точка середины линии основания кисти на ладонной Сл или тыльной Ст поверхностях.

Основание тенара т — самая низкая точка складки кожи, ограничивающей основание тенара на ладонной поверхности.

Середина перепонки — точка, соответствующая середине длины межпальцевой перепонки первого пальца.
 

Точки Ф1 и Ф5 первого и пятого пястнефаланговых сочленений соответствуют положению центров головок первой и пятой пястных костей.

Точки Р3 и Р5 середины ногтя соответствуют середине длины ногтей третьего и пятого пальцев.

Вспомогательная линия I—I проведена из первой межпаль-цевой точки через середину латеральной поверхности кисти.

Наиболее выпуклая точка тенара т расположена на латеральной поверхности кисти в месте его наибольшей ширины.
 

Рис. 3.18. Программа обмера кисти

Все измерения проводят в определенных плоскостях, применяя два способа обмера. При первом способе измеряют расстояние между двумя точками в проекции на определенную плоскость. Размеры, лежащие в одной сагиттальной и одной фронтальной, но в разных горизонтальных плоскостях, называются продольными диаметрами, или длинами (например, флексорная длина пальцев, расстояние от основания тенара до основания кисти и т. д.).

Размеры, лежащие в одной горизонтальной и одной фронтальной плоскостях, но в разных сагиттальных, называются поперечными диаметрами (например, ширина кисти). Поперечные и продольные диаметры измеряют скользящим циркулем.

При втором способе измерения выполняют гибкой миллиметровой лентой по поверхности кисти и получают обхваты, а также некоторые поперечные и продольные измерения (например, обхват кисти, первая и вторая дуги тенара и т. д.).

Большинство обхватов и размеров по ширине измеряют в горизонтальной плоскости, продольные размеры — в сагиттальной. Но иногда приходится ленту располагать косо, напрй-мер при измерении обхвата первого пальца через головку первой пястной кости.

Антропометрическое обследование начинают с разметки антропометрических точек и линий. После разметки кисть укладывают в определенное положение [8, 9]. Измеряют, как правило, правую кисть. При измерениях скользящим циркулем его штанга должна находиться в одной сагиттальной или фронтальной плоскости с определяемым размером. Гибкая лента должна плотно прилегать к кисти, но не деформировать мягкие ткани.

Антропометрическое измерение кисти руки проводится по определенной программе в зависимости от цели исследования. Так, если следует выделить типы кистей рук, то измеряют тотальные ведущие размерные признаки. Все остальные измерения дополняют морфологическую характеристику типов, необходимую для проектирования перчаток и определения пропорций кисти. Одна из программ измерений приведена на рис. 3.18.

Кисть человека выполняет в основном хватательные движения, в процессе которых она сгибается в области пястнефалан-говых и межфаланговых суставов. При изгибе изменяются размеры кисти, что должно быть учтено при проектировании перчаток.

Размерные признаки, включаемые в программу для изучения их изменения при движении кисти, должны быть измерены в распрямленном состоянии, с согнутыми пальцами и согнутой в кулак между одними и теми же отправными точками, которые отмечаются на кисти в исходном ее положении, т. е. в статике.

Основными размерными признаками кисти являются следующие:

длина кисти с ладонной Дл и тыльной Дт сторон (см, рис. 3.18)—расстояние от середины основания кисти с ладонной или тыльной стороны до конечной пальцевой точки треть : пальца;

флексорная l1, l2, l3, l4, l5 и тыльная Д1 Д2, Д3, Д4, Д5 длина каждого пальца — расстояние от соответствующей межпальцевой точки, спроектированной на вертикальную ось ладонной или тыльной поверхности измеряемого пальца, до конечной пальцевой точки;

расстояние Н от основания кисти до основания тенара на ладонной поверхности;

расстояния от середины ногтя первого, третьего и пятого пальцев до конечной пальцевой точки соответствующего пальца, измеренные на тыльной поверхности кисти;

расстояние от основания тенара до середины перепонки первого пальца на ладонной поверхности;
 

расстояние С от вспомогательной линии I—I до оси второго пальца на его латеральной поверхности;

расстояние Л между первой и второй межпальцевыми точками, измеряемое на ладонной поверхности. (Все перечисленные измерения выполняют при отведении первого пальца примерно на 35°.);

обхват Ок кисти на уровне головки пятой пястной кости (кисть лежит на столе, большой палец отведен в сторону);

обхват первого пальца через середину ногтя Он и пястнефа-лащовый сустав Ок (гибкая лента располагается косо, слегка захватывая первую межпальцевую перепонку);

длина первой г1д1 и второй е1ж1 дуг тенара, измеряют гибкой лентой от вспомогальной линии I—I до борозды большого пальца соответственно в месте наибольшей ширины тенара и на уровне нижней трети длины тенара (лента должна быть расположена нормально к оси тенара);

толщина t2 пальцев на уровне межпальцевых точек.

Все измерения приведенной выше программы выполняют при выпрямленных пальцах. Но в естественном положении кисть несколько согнута в пястнефалан-говых и межфаланговых суставах. Для обмера кисти в естественном положении применяют шаблон, имеющий различную кривизну поверхности, на которую укладывают кисть при обмере.

Закономерности распределения размеров и сочетаний размеров. Распределение каждого из размерных признаков и их сочетаний так же, как и было показано Ю. П. Зыбиным для стоп, подчиняется определенным закономерностям [10]. Чтобы установить эти закономерности, целесообразно применять корреляционно-регрессивный метод.

Если распределение размерных признаков подчиняется закону нормального распределения, то зависимость между ними носит прямолинейный характер и задача исследования связей между ними значительно упрощается. Поэтому, получив данные обмера, необходимо установить характер распределения отдельных признаков, а также их сочетаний.

На рис. 3.19 представлены кривые, характеризующие распределение обхвата кисти руки Ок, полученные на основании данных обмера, проведенного Научно-исследовательским институтом и музеем антропологии имени Д. Н. Анучина (НИИ антропологии), и расчетным путем. При этом произведена оценка степени близости эмпирического распределения к нормальному,
 

Т а б л и ц а 3.6. Распределение флексорной длины третьего пальца и обхвата                кисти руки на уровне головки пятой пястной кости      

подтвердившая нормальное распределение основных размерных признаков кисти.

Частота встречаемости признака может быть определена приближенно по номограмме М. В. Игнатьева [5]. Распределение сочетаний двух размерных признаков также подчиняется закону нормального распределения. К нему применимо уравнение двухмерного нормального распределения. Корреляционная решетка (табл. 3.6) приведена для распределения сочетаний двух размерных признаков — обхвата Ок кисти и флексорной длины /3 третьего пальца.

Связь размерных признаков кисти [И] носит корреляционный, или стохастический, характер.

По виду корреляционного поля можно судить о степени связи, ее направлении и форме (см. табл. 3.6). Степень связи между размерными признаками характеризует коэффициент корреляции, который для размеров кисти имеет положительный знак. Между признаками кисти обнаруживается в основном достаточно тесная связь. Ориентированные относительно одной оси признаки связаны более тесно, чем ориентированные по разным осям.

Коэффициенты корреляции г, характеризующие связь размеров по длине с длиной кисти, находятся в пределах 0,41—0,99, а поперечных размеров с обхватом кисти — 0,39—0,69. Слабую связь обнаруживают размерные признаки, ориентированные по разным осям, т. е. размеры по длине с поперечными и обхватами, или те размеры, которые замерить с высокой точностью имеющимися приборами невозможно (например, толщина пальцев, расстояние от основания тенара до основания кисти). Для подобных признаков r = 0,13—0,22.

В табл. 3.7 приведены коэффициенты регрессии и свободные члены уравнений для сочетаний некоторых признаков кисти.

Статистическая оценка уравнений регрессии показала возможность их замены уравнениями пропорциональной связи для признаков, ориентированных относительно одной оси, и невозможность подобной замены для признаков, ориентированных по разным осям.
 

в процессе работы кисть сгибается в области пястнефаланговых и межфаланговых суставов, что изменяет ее размеры.

Работой, проведенной НИИ антропологии, было показано, что при согнутых пальцах, а также при противопоставленном и наклоненном к плоскости ладони на 40° большом пальце тыльная длина пальцев увеличивается более чем на 5 мм. В то же время изменения длины и обхвата кисти на уровне головки пятой пястной кости незначительны. Такое изменение размеров антропологи объясняют перемещением в отдельных суставах костей относительно друг друга.

Проведено антропологическое исследование [10] изменения размеров кисти с согнутыми пальцами (рис. 3.20) и сжатой в кулак (рис. 3.21). В табл. 3.8 дано сравнение основных размерных признаков кисти в трех положениях.
 

Как видно из данных табл. 3.8, размеры кисти с согнутыми пальцами изменяются значительно, особенно в продольном направлении. При сгибании длина пальцев Д1сД5с увеличивается на 12,5 %, а длина кисти Дт увеличивается на 0,5 %. В поперечном направлении размеры кисти увеличиваются меньше (обхват кисти Ок увеличился на 2,6 %).

Сжатие кисти в кулак приводит к еще большим изменениям ее размеров. Тыльная длина Дт кисти увеличивается на 8 %, а пальцев—на 9—19%. Сильно изменяются поперечные размеры: кисть Шк. к становится шире на 9%, а обхват Ок.к увеличивается на 11,5 %. Поперечные размеры пальцев практически не изменяются.

Значительные изменения размеров пальцев по длине объясняются перемещением костей в суставах, относительно друг друга, которое достигает максимума при сжатии кисти в кулак.

Кисть сжимается в кулак благодаря сокращению ладонных мышц. При этом в движение вовлекаются все суставы, включая и малоподвижные. Если при небольшом сгибе кисти работают в основном пястнефаланговые и межфаланговые суставы, то при сжатии в кулак в движение включаются запястно-пястный и особенно подвижный лучезапястный суставы.

Способность кисти к изменению размеров определяется и формой суставов.

При сгибании кисти происходят смещение костей в суставах и растяжение кожного покрова с тыльной стороны. Этим определяется изменение длины кисти.

Если условно принять кисть за прямую балку, а сгибание ее — за чистый изгиб с определенным радиусом кривизны (см. рис. 3.20), то исходя из методов, применяемых в сопротивлении материалов, можно определить деформацию верхнего слоя балки известной толщины по уравнению

Также установлена связь, показанная в табл. 3.9, длины пальцев кисти при согнутых пальцах и сжатой в кулак с тыльной длиной кисти Дт при выпрямленных пальцах [12].
 

Построение размерной типологии кисти руки. Для максимального удовлетворения населения перчатками необходимо, чтобы все разнообразие кистей было представлено оптимальным для промышленности и населения числом типоразмеров. Перчатки, изготовленные в соответствии с размерами этих типов, должны удовлетворять большинство людей. Система типов кистей будет составлять их размерную типологию.

Для создания размерной типологии кистей из всех антропометрических признаков следует выбрать такие, которые наилучшим образом определяют форму кисти.

Правильный выбор ведущих признаков и установление их числа является одной из основных задач построения любой размерной типологии. Число типов в первую очередь зависит от числа ведущих признаков, которое должно быть оптимальным, т. к. каждый новый признак увеличивает число размерных вариантов. В то же время одного ведущего признака недостаточно для характеристики кисти, т. к., например, при одном обхвате кисти длина третьего пальца и длина кисти могут сильно варьировать (см. табл. 3.6).

Малая связь между размерами кисти, ориентированными в одной плоскости, дает возможность заменить группу признаков одним ведущим. Малая связь между признаками, ориентированными в различных плоскостях, вызывает необходимость выделения не одного, а минимум двух ведущих признаков.

Чтобы ведущие признаки в лучшей степени определяли типовую кисть, они должны удовлетворять следующим основным требованиям: иметь наибольшую или близкую к наибольшей абсолютную величину; располагаться в разных плоскостях, т. е. должны разносторонне характеризовать кисть; каждый ведущий признак должен в наибольшей степени быть связан с другими признаками, ориентированными в той же плоскости, в то же время степень связи между ведущими признаками должна быть минимальной [12].

Таблица 3.9. Коэффициенты про­порциональности k для тыльной длины пальцев в зависимо­сти от Д_т

Положение кисти

Такими признаками являются наиболее крупные, такие, как обхват Ок кисти на уровне головки пятой пястной кости, длина кисти Дт тыльная (или ладонная Дл) и флексорная длина третьего пальца L3.

Коэффициенты корреляции этих признаков и некоторых других приведены в табл. 3.10.

Как показано в работе О. В. Фарниевой, размах изменчивости второго признака можно ограничить ±12. Удовлетворенность населения при этом удобными изделиями 68,3 % является достаточной, учитывая высокую удовлетворенность (95,4 %) типами изделия.