КИМОЦИКЛОГРАФИЯ

КИМОЦИКЛОГРАФИЯ (греч, kyma волна + циклография) — физиологическая методика непрерывной фоторегистрации траектории движения конечностей человека. К. применяют для точного анализа развертывания циклического двигательного акта в пространстве и во времени. Поэтому К. наряду с циклографией (см.) используют при биомеханических исследованиях в спортивной и космической медицине, в физиологии труда, для решения вопросов научной организации труда. В клин, медицине К. применяют для выявления особенностей движений при протезировании, при некоторых патол, состояниях (напр., гиперкинезах и др.).

К. была разработана Н. А. Бернштейном и А. А. Яловым в 1924 г. для биомеханического изучения различных фаз трудового процесса.

Для К. на теле исследуемого предварительно укрепляют с помощью резиновых манжет миниатюрные электрические лампочки накаливания. Их укрепляют на суставах, в точках проекции центров тяжести отдельных участков конечностей, на концах пальцев и т. д. При использовании К. в физиол, исследовании трудовой деятельности лампочки укрепляют также и на перемещаемом инструменте (молоток, напильник и т. п.).

Траектория движения лампочек во время движений конечностей исследуемого проецируется на равномерно движущуюся фотопленку. Для точного измерения времени протекания различных фаз движения между исследуемым объектом и фотокамерой устанавливают специальный фотозатвор — обтюратор, который открывает объектив фотокамеры через строго определенный промежуток времени (до нескольких сот раз в секунду). Поэтому фотозапись траектории перемещения каждой из лампочек на кимоциклограмме состоит из ряда точек. Линейный масштаб кимоциклограммы определяют по масштабной рейке, помещенной в плоскости движения и снятой на неподвижную фотопленку до начала получения кимоциклограммы.

Для К. фотокамеру устанавливают на штативе т. о., чтобы главная оптическая ось объектива была строго перпендикулярна плоскости, в к-рой осуществляется исследуемое движение. Иногда это условие не может быть точно выполнено. В таких случаях применяют методику зеркальной К., при к-рой около исследуемого объекта устанавливают большое зеркало, ориентируемое так, чтобы через прорези обтюратора в объектив фотокамеры попадал свет лампочек и их отражений в зеркале. В результате получают кимоциклограмму, на к-рой смещения лампочек зарегистрированы как бы из двух точек пространства. Зеркальная К. позволяет вычислять истинные смещения исследуемой точки конечности (напр., конца пальца при работе на клавиатуре) с точностью до 1 мм по любой из трех координат пространства.

Для анализа полученной информации кимоциклограмму увеличивают, совмещая с миллиметровой сеткой. Это позволяет с большой точностью (до миллионных долей секунды) измерять по отпечатку время между отдельными точками кимоциклограммы. Чем быстрее осуществлялось движение конечности, тем больше будет расстояние между соседними точками кимоциклограммы.

Первичная обработка полученной кимоциклограммы состоит в составлении таблиц, содержащих линейные и временные координаты зарегистрированных точек. Зная скорость движения пленки в фотокамере, длительность интервалов времени между отдельными точками траекторий, а также масштаб уменьшения линейных размеров при фотографировании, на основе составленных при обработке кимоциклограммы таблиц можно с большой точностью вычислять истинную величину и скорость перемещения регистрируемой точки конечности в данный момент движения. Определяя изменения скоростей между соседними фазами движения, вычисляют величину ускорения, вызвавшего изменение этих скоростей. В биомеханических исследованиях вычисляют также моменты сил, вызвавших изменение скоростей движения, и определяют векторы действующих сил. Для расчетов пользуются таблицами Фишера, где приведены относительные веса различных участков тела человека (в процентах от общего веса), а также относительные положения центров тяжести отдельных звеньев конечностей от их проксимальных концов. Все эти расчеты позволяют сделать заключение о биомеханических и физиол. характеристиках изучаемого двигательного акта.

К. и циклография требуют использования специальной аппаратуры, миниатюрных лампочек, особых условий съемки, что затрудняет широкое применение этого метода. Поэтому в 1966 г. А. А. Стуколовым была предложена методика киноциклографии, нашедшая широкое применение в спортивной и космической медицине, в научной организации труда и при исследованиях движений животных.

При киноциклографии на исследуемый объект наносят ясно видимые опознавательные знаки — так наз. пункты отсчета (темные пятна, крестики и т. п.). Пункты отсчета располагают на тех же местах, что и лампочки при К. Киносъемку объекта и масштабных реек или сеток осуществляют обычно узкопленочным киноаппаратом, а затем с помощью кинопроектора, позволяющего проецировать одиночный кинокадр, составляют киноциклограмму. Для этого предварительно совмещают ориентирные масштабные рейки (или сетку) каждого кадра с осями координат, нанесенными на миллиметровую бумагу, и подбирают соответствующий масштаб увеличения кадра, а затем переносят на бумагу положение пунктов отсчета данного кадра. Таким же образом поступают с каждым кадром. Киноциклограмму обрабатывают так же, как и обычную К. или циклограмму.

Схематическое изображение записи движений прыжка спортсмена через спортивный снаряд. Пункты отсчета (сверху вниз): точка — центр тяжести головы, крест — ось плечевого сустава, белый кружок — ось тазобедренного сустава, черный кружок — ось коленного сустава. Цифры указывают номер нечетного кадра киноциклограммы.
Схематическое изображение записи движений прыжка спортсмена через спортивный снаряд. Пункты отсчета (сверху вниз): точка — центр тяжести головы, крест — ось плечевого сустава, белый кружок — ось тазобедренного сустава, черный кружок — ось коленного сустава. Цифры указывают номер нечетного кадра киноциклограммы.

Киноциклография дает возможность совмещать кадры не только по координатным рейкам, но и по какому-либо одному из пунктов отсчета и прорисовывать кадр за кадром смещение остальных пунктов отсчета относительно этой точки (рис.). Это позволяет анализировать движение тела человека в пространстве во всех деталях. Такой способ регистрации и анализа пространственного перемещения нашел практическое применение, напр, в космонавтике при изучении процесса перестройки двигательных навыков в условиях невесомости и положительных перегрузок, в спорте — при обучении технике спортивного движения.

Разработаны алгоритмы обработки на вычислительных машинах информации, полученной при К., киноциклографии и циклографии при различных биомеханических исследованиях.


Библиография: Бернштейн Н. А. Очерки по физиологии движений и физиологии активности, М., 1966, библиогр.; Донской Д. Д. Биомеханика, М., 1975, библиогр.; Душков Б. А., Продунов В.П. иКосилов С. А. Методика обработки на электронной цифровой вычислительной машине (ЭЦВМ) некоторых характеристик движения в биомеханических исследованиях, Косм. биол, и мед., т. 1, в. 4, с. 81, 1967; Чекирда И. Ф. Координационная структура и фазы перестройки двигательных навыков в условиях действия невесомости и положительных перегрузок, там же, с. 87.


Источник: Большая Медицинская Энциклопедия (БМЭ), под редакцией Петровского Б.В., 3-е издание