lancuchy_kinematyczne.pdf

Otwarte i zamkniæte Æañcuchy kinematyczne

Open and Closed Kinetic Chain

Jacek Mañka, Marta Milewska

Carolina Medical Center, Warszawa

WydziaÆ Rehabilitacji AWF, Warszawa

Streszczenie

Na przestrzeni ostatnich lat coraz czæ¥ciej w proce-

sie usprawniania pacjentów uwzglædnia siæ ìwicze-

nia w otwartych Æañcuchach kinematycznych. òwi-

czenia te w wiækszym stopniu stymulujå i odtwa-

rzajå wiele funkcjonalnych ruchów.

Pojæcie Æañcucha kinematycznego wprowadziÆ

w 1875 Reuleux. OpisaÆ go jako kombinacjæ kilku

segmentów poÆåczonych razem. Steindler jako

pierwszy zastosowaÆ pojæcie Æañcucha kinematycz-

nego w kinezjologii czÆowieka i podzieliÆ Æañcuchy

kinematyczne na otwarte, i zamkniæte.

Podczas ìwiczeñ w zamkniætych Æañcuchach kine-

matycznych koñcowe ogniwo jest ustabilizowane

lub napotyka tak duºy opór zewnætrzny, który ogra-

nicza czy uniemoºliwia ruch, jak podczas przysia-

du. Ruch w jednym stawie pociåga za sobå ruch we

wszystkich innych stawach Æañcucha w przewidy-

walny sposób. Podczas ìwiczeñ w otwartych Æañcu-

chach kinematycznych koñcowe ogniwo jest swo-

bodne, tak jak podczas swobodnego prostowania

i zginania kolana. Wiækszo¥ì czynno¥ci dnia co-

dziennego jest kombinacjå ruchów w zamkniætych

i otwartych Æañcuchach kinematycznych.

òwiczenia w zamkniætych Æañcuchach kinematycz-

nych så przedstawiane jako bardziej specyficzne,

funkcjonalne i bezpieczniejsze niº ìwiczenia w ot-

wartych Æañcuchach kinematycznych. Zwiækszajå

komponentæ siÆ kompresujåcych w stawie, a zmniej-

szajå siÆ ¥cinajåcych, aktywizujå jednocze¥nie

miæ¥nie agonistyczne i antagonistyczne. Odtwarzajå

bardziej funkcjonalne wzorce ruchowe i w wiæk-

szym stopniu stymulujå dynamicznå stabilizacjæ

stawów propriocepcjæ. òwiczenia w otwartych

Æañcuchach kinematycznych zwiækszajå komponen-

tæ siÆ ¥cinajåcych w stawach, a zmniejszajå siÆ kom-

presujåcych, odtwarzajå pojedyncze wzorce rucho-

we i aktywizujå jednocze¥nie pracæ agonistów i sy-

nergistów. Program fizjoterapii powinien zawieraì

zarówno ìwiczenia w otwartych, jak i zamkniætych

Æañcuchach kinematycznych indywidualnie dobrane

dla kaºdego pacjenta. [Acta Clinica 2001 1:231-237]

SÆowa kluczowe: Æañcuch kinematyczny, otwarty

i zamkniæty Æañcuch kinematyczny

Summary

The clinical use of closed kinetic chain exercises has

significantly increased during the past several years.

This exercises stimulate and replicate many functio-

nal movements The term kinematic chain was in-

troduced by Reuleaux in1875 for use engineering to

indicate combination of several segments linked to-

gether by interposing joints. Steindler first suggested

the terms open kinetic chain (OCK) and closed ki-

netic chain (CKC) and applied the concept of a ki-

netic chain to human kinesiology.

Closed kinetic chain exercises occurs when the dis-

tal segment of the joint is fixed or meets with consi-

derable external resistance, which prohibits or re-

strains its free motion., such as during a squat and

leg press. In a closed kinetic chain, motion at one

joint produce motion at all of the other joints in the

system in a predictable manner.

Open kinetic chain exercises occurs when the termi-

nal or distal segment is free to move, such as during

a knee extension or flexion. Most activities of daily

living include a combination of closed and open ki-

netic chain movement.

Closed kinetic chain exercises are more specific, mo-

re functional and safer than open kinetic chain exer-

cises. The benefits of closed kinetic chain activities

include: increased component joint compressive for-

ces leading to increased joint stability, increased ag-

onist/antagonist muscle coactivation, decreased

component joint shear forces, replicated more func-

tional movement paterns, stimulated dynamic joint

stabilization prorioception.

Open kinetic chain exercises increase component jo-

int shear forces, decrease component joint compres-

sive forces, replicate single movement paterns, in-

crease agonist/synergist muscle coactivation.

Both types of rehabilitation activities are necessary

for total rehabilitation. [Acta Clinica 2001

1:231-237]

Key words: kinematic chain, closed, open kinetic

chain

Tom 1, Numer 3 231

Acta Clinica

Wstæp

nych w pary kinematyczne, lub biokinema-

tyczne (18).

Para kinematyczna to ruchowe poÆå-

czenie dwóch lub wiæcej czÆonów wzajem-

nie ograniczajåce ich ruchy wzglædne (8).

CzÆon to sztywny element ciaÆa ludz-

kiego w postaci ko¥ci (8).

Ruchliwo¥ì Æañcucha kinematycznego

bædzie okre¥laì liczba stopni swobody tego

Æañcucha wzglædem podstawy, którå jest

czÆon stanowiåcy nieruchomy ukÆad odnie-

sienia np. dla koñczyny dolnej miednica

(8).

Jeszcze do niedawna, w procesie reha-

bilitacji, jednym z gÆównych ¥rodków tera-

peutycznych byÆy róºnego rodzaju ìwicze-

nia wyizolowanych grup miæ¥niowych

w otwartych Æañcuchach kinematycznych.

Na przestrzeni ostatnich lat coraz czæ¥ciej

uwzglædnia siæ ìwiczenia w zamkniætych

Æañcuchach kinematycznych, jako stymulu-

jåce i odtwarzajåce bardziej funkcjonalne

ruchy (25). òwiczenia te uwaºa siæ za bez-

pieczniejsze i najlepsze w procesie uspraw-

niania, gdyº minimalizujå powstawanie

w stawach siÆ ¥cinajåcych, które czæsto po-

wodujå uszkodzenie lub przeciåºenie

struktur ¥ród- i okoÆostawowych.

Pojæcie Æañcucha kinematycznego

wprowadziÆ w 1875 roku twórca wspóÆczes-

nej kinematyki maszyn, Franciszek Reu-

leux. OpisaÆ go jako mechaniczny system

ogniw w inºynierii. £añcuch kinematyczny

jest zwykle zamkniætym systemem ogniw

poÆåczonych razem w taki sposób, ºe ruch

jednego ogniwa przy ustabilizowanym in-

nym powoduje ruch pozostaÆych ogniw

w przewidywalny sposób (11).

Koncepcjæ Æañcucha kinematycznego

wprowadziÆ do kinezjologii czÆowieka A.

Steindler w 1955 roku i zdefiniowaÆ go ja-

ko: kombinacjæ kilku kolejno rozmiesz-

czonych stawów stanowiåcych komplekso-

wy ukÆad ruchowy (11). Steindler rów-

nieº jako jeden z pierwszych podzieliÆ

Æañcuchy kinematyczne na otwarte

i zamkniæte.

Liczbå stopni swobody ciaÆa sztywnego

nazywa siæ liczbæ niezaleºnych wspóÆrzæd-

nych okre¥lajåcych jednoznacznie jego po-

Æoºenie w przestrzeni wzglædem wybranego

ukÆadu odniesienia. Swobodny czÆon

sztywny zawieszony w przestrzeni posiada

6 stopni swobody ruchu: trzy ruchy postæ-

powe wzdÆuº osi x, y, z i trzy obrotowe wo-

kóÆ tych samych osi (ryc. 1) (18).

Ryc. 1 Swobodny czÆon sztywny zawieszony w prze-

strzeni.

Podstawy biomechaniczne

Stopieñ swobody to niezaleºny ruch

wzglædny czÆonów w stawie.

CzÆowiek posiada stawy o maksymalnie

trzech stopniach swobody ruchu, np. staw

ramienny lub biodrowy, gdzie ko¥ì ramien-

na, czy udowa Æåczy siæ z panewkå w jed-

nym koñcu.

Jak juº wspominano Æañcuchy kinema-

tyczne dzielimy na otwarte i zamkniæte.

By zrozumieì istotæ ìwiczeñ w zamk-

niætych i otwartych Æañcuchach kinema-

tycznych naleºy przypomnieì sobie paræ

podstawowych pojæì biomechanicznych.

£ añcuchem kinematycznym lub, jak

niektórzy okre¥lajå, biokinematycznym (8)

okre¥la siæ spójny zespóÆ czÆonów poÆåczo-

232 Wrzesieñ 2001

Otwarte i zamkniæte Æañcuchy kinematyczne

Otwarty Æañcuch kinematyczny (ryc. 2)

to Æañcuch, w którym koñcowe ogniwo jest

swobodne i Æåczy siæ tylko z jednym, så-

siednim ogniwem. Ruchy ogniw så nieza-

leºne od siebie i chociaº jeden z czÆonów

nie wchodzi w peÆne poÆåczenie z innymi

(7, 18).

Zamkniæty Æañcuch kinematyczny

(Ryc. 3) to Æañcuch, w którym koñcowe

ogniwo nie jest swobodne. Ruch jednego

ogniwa powoduje okre¥lony ruch innych

ogniw, a kaºdy jego czÆon jest poÆåczony

co najmniej z dwoma innymi czÆonami

(7,18).

CiaÆo czÆowieka skÆada siæ gÆównie

z otwartych Æañcuchów kinematycznych,

gdyº ogniwa koñcowe (stopa i ræka) pozo-

stajå wolne. Moºna równieº wyodræbniì

w ciele czÆowieka dwa zamkniæte Æañcuchy

kinematyczne. Jednym z nich jest klatka

piersiowa i wszystkie jej struktury ruchowe

zaangaºowane w proces oddychania. Ruchy

ºeber wymuszajå okre¥lone ruchy mostka

i krægosÆupa piersiowego i odwrotnie. Wy-

mienia siæ 56 stawów sprzæºonych, które

wspóÆdziaÆajå przy ruchach caÆej klatki

piersiowej (22). Drugim takim Æañcuchem

kinematycznym wydaje siæ byì miednica,

gdzie ¥ladowa ruchomo¥ì w stawach krzy-

ºowo-biodrowych powoduje przy ruchu

w jednym z tych stawów okre¥lony ruch

drugiego.

Z wielu róºnorodnych ìwiczeñ w pro-

cesie usprawniania nie da siæ niektórych

zakwalifikowaì do wykonywanych w ot-

wartych lub zamkniætych Æañcuchach kine-

matycznych. Ruchy kaºdego czÆowieka så

kombinacjå ruchów w zamkniætych i ot-

wartych Æañcuchach kinematycznych.

W przypadku normalnego chodu stosunek

wynosi 65% do 35%. W miaræ wzrostu

prædko¥ci poruszania procentowy udziaÆ

ruchów w zamkniætym Æañcuchu kinema-

tycznym znaczåco maleje (by podczas

sprintu osiågnåì 10%). Dlatego teº, by re-

habilitacja byÆa skuteczna, uwzglædnia siæ

obydwa komponenty ruchu (3, 6). Ståd

wielu autorów stawia pytanie co to jest na-

prawdæ otwarty, a szczególnie zamkniæty

Æañcuch kinematyczny i jak klasyfikowaì

niektóre, wykonywane przez pacjentów

ìwiczenia? (11, 14, 24).

Ryc. 2. Otwarty Æañcuch kinematyczny

Ryc. 3. Zamkniæty Æañcuch kinematyczny

Tom 1, Numer 3 233

Acta Clinica

Otwarty Æañcuch kinematyczny moºna

opisaì jako izolowany ruch w jednym sta-

wie, którego czæ¥ì dystalna porusza siæ

swobodnie w przestrzeni, a siÆa wytwarza-

na przez ciaÆo jest na tyle duºa by pokonaì

opór. òwiczenia w otwartych Æañcuchach

kinematycznych charakteryzujå siæ wiækszå

prædko¥ciå i swobodå ruchu, a mniejszå

stabilno¥ciå (11). PrzykÆadem takiego ìwi-

czenia jest ìwiczenie oporowe prostowni-

ków stawu kolanowego na maszynie wy-

prostnej (Ryc. 4).

Zamkniæty Æañcuch kinematyczny

moºna opisaì jako okre¥lony ruch wielosta-

wowy, w którym dystalny segment jest

ustabilizowany, lub napotyka duºy opór,

który ten ruch uniemoºliwia czy w znacz-

nym stopniu ogranicza (11). SiÆa wytwa-

rzana przez ciaÆo nie jest wystarczajåca by

pokonaì ten opór. ZespoÆy miæ¥niowe pra-

cujå odwrotnie. Przyczep koñcowy staje siæ

poczåtkowym, a poczåtkowy koñcowym.

Wymusza to innå koordynacje nerwo-

wo-miæ¥niowå (20). PrzykÆadem takiej od-

wróconej pracy miæ¥ni jest praca zapaso-

wych miæ¥ni wdechowych po zbyt inten-

sywnym wysiÆku, kiedy nie wystarcza praca

samej przepony i miæ¥ni jå wspomagajå-

cych. Warunkiem wÆåczenia siæ tych miæ¥ni

w proces oddychania jest zamkniæcie Æañ-

cucha kinematycznego i ustabilizowanie

koñczyn górnych poprzez oparcie ich na

kolanach lub uchwycenie jakiego¥ stabilne-

go przedmiotu.

Poszczególne pary kinematyczne tracå

czæ¥ì swoich stopni swobody ruchu na

rzecz caÆego Æañcucha kinetycznego i dlate-

go teº ìwiczenia te charakteryzujå siæ

wiækszå stabilno¥ciå, a mniejszym przy-

¥pieszeniem.

Zmienia siæ reguÆa ruchu artrokinema-

tycznego. Porusza siæ czæ¥ì proksymalna

w stosunku do ustabilizowanej dystalnej.

Dla wielu autorów podziaÆ ìwiczeñ na

wykonywane tylko w otwartych i zamkniæ-

tych Æañcuchach kinematycznych jest nie

wystarczajåcy i nie do koñca jasny. Istnieje

duºa grupa ìwiczeñ terapeutycznych, któ-

rych nie da siæ przypisaì do ºadnej z tych

dwu grup.

Ryc. 4. òwiczenie prostowników stawu kolanowego

na maszynie wyprostnej

Ryc. 5. Przysiad jako przykÆad ìwiczenia w zamk-

niætym Æañcuchu kinematycznym.

234 Wrzesieñ 2001

Otwarte i zamkniæte Æañcuchy kinematyczne

Na podstawie szczegóÆowej analizy

wielu ìwiczeñ Wilk i wsp. zaproponowali

klasyfikacjæ skÆadajåcå siæ z czterech grup

ìwiczeñ:

w otwartych Æañcuchach kinema-

tycznych,

w zamkniætych Æañcuchach kinema-

tycznych,

w czæ¥ciowo zamkniætych Æañcu-

chach kinematycznych,

w szybko zmieniajåcych siæ na prze-

mian otwartych i zamkniætych Æañcuchach

kinematycznych (rapid succession drills)

(26).

Dwie pierwsze grupy ìwiczeñ opisali-

¥my wcze¥niej. Trzeciå grupæ stanowiå ìwi-

czenia, w których segment dystalny napoty-

ka opór, ale nie jest w peÆni ustabilizowany,

np. podczas biegu na nartach. W czwartej

grupie ìwiczeñ segment obwodowy jest cyk-

licznie i szybko zamykany, i otwierany, np.

podczas biegu, skoków (26).

Klasyfikacja ta odnosi siæ przede

wszystkim do usprawniania dysfunkcji

koñczyn dolnych, gdzie, podczas wykony-

wania ìwiczeñ w zamkniætym Æañcuchu ki-

nematycznym, musi byì speÆniony warunek

pokonywania ciæºaru wÆasnego ciaÆa.

Inny system klasyfikacji ìwiczeñ przed-

stawili Dilman i wsp. PodziaÆ ten opiera siæ

przede wszystkim na analizie ìwiczeñ ob-

ræczy barkowej, ale równie dobrze moºe

byì uºywany przy opisywaniu ìwiczeñ

koñczyn dolnych. Autorzy zaproponowali

trzy grupy ìwiczeñ:

ustabilizowany segment dystalny

z obciåºeniem zewnætrznym,

ruchomy segment dystalny z obciåºe-

niem zewnætrznym,

ruchomy segment dystalny bez ob-

ciåºenia zewnætrznego (11).

Koncepcje Dilmana rozwinæli Lephart

i Henry, którzy opracowali Funkcjonalny

System Klasyfikacji ìwiczeñ odnoszåcych

siæ do obræczy barkowej i koñczyny górnej,

skÆadajåcy siæ z czterech grup ìwiczeñ:

ustabilizowany segment dystalny

z osiowym obciåºeniem zewnætrznym,

ruchomy segment dystalny z osio-

wym obciåºeniem zewnætrznym,

ruchomy segment dystalny z nieosio-

wym obciåºeniem zewnætrznym,

ruchomy segment dystalny bez ob-

ciåºenia (14).

W klasyfikacji tej uwzglædniono, czy

segment dystalny jest ruchomy, czy ustalo-

ny, jakie obciåºenie jest przyÆoºone i jaki

jest kierunek jego dziaÆania (14). Pamiæta-

no równieº przy tym, by koñczyna górna

dobrze funkcjonowaÆa, musi byì zachowa-

na równowaga pomiædzy stabilno¥ciå,

a mobilno¥ciå obræczy barkowej. Struktury

statyczne i dynamiczne muszå dziaÆaì pra-

widÆowo by byÆa zachowana funkcjonalna

stabilno¥ì.

òwiczenia w otwartych Æañcuchach

kinematycznych

òwiczenia te så najczæ¥ciej do tej pory

stosowanym ¥rodkiem terapeutycznym, sta-

nowiå specyficzne, efektywne i izolowane

ìwiczenia pojedynczych grup miæ¥niowych,

odtwarzajå pojedyncze wzorce ruchowe

i charakteryzujå siæ zwiækszeniem kompo-

nenty siÆ ¥cinajåcych w stosunku do kom-

presujåcych. W mniejszym stopniu stymu-

lujå one propriocepcjæ, przede wszystkim

aktywizujå miæ¥nie agonistyczne i synergis-

tyczne i nie så odpowiednie do treningu

czynno¥ci dnia codziennego i aktywno¥ci

sportowej (12, 14, 24, 26).

òwiczenia w zamkniætych Æañcuchach

kinematycznych

Na przestrzeni kilku ostatnich lat ìwi-

czenia te staÆy siæ jednym z podstawowych

i najbardziej popularnych ¥rodków terapeu-

tycznych; angaºujå duºe zespoÆy dyna-

miczne, odtwarzajå bardziej funkcjonalne

wzorce ruchowe i charakteryzujå siæ zwiæk-

Tom 1, Numer 3 235

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: