在現代知識水平上,“憲法”一詞反映了一個人的形態和功能組織的統一性,反映在其結構和功能的個別特徵上。它們的變化是人體對不斷變化的環境因素的反應。它們表現為發展補償適應機制的特點,這是由於在特定環境因素(包括社會因素)的影響下個別實施遺傳方案而形成的。
為了將測量人體幾何的方法與其空間坐標的相對性進行對象化,將Laputin(1976)的人體坐標系體系引入到研究運動的實踐中。
軀體坐標三面體的中心最方便的位置是位於棘突L,椎骨(a-5)頂點的人體測量腰部點1i。在這種情況下,數值坐標軸Ž對應於真正的豎直方向,軸線X和ÿ被佈置在水平平面成直角並確定矢狀運動(Y)和前(x)的方向。
目前,在國外,特別是在北美,正在積極開發一個新的方向 - 激光測量。這是一種新的科學專業,它使用測量來評估一個人的大小,形狀,比例,結構,發展和一般功能,研究與增長,運動,表現和營養有關的問題。
Kinantropometry將人放在研究的中心,使您可以確定其身體結構狀態以及身體質量幾何形狀的各種量化特徵。
為了客觀評估體內與其質量幾何相關的許多生物過程,有必要了解人體組成物質的比重。
密度測量法是一種估計人體總密度的方法。密度通常被用作估計脂肪和脫脂質量的手段,並且是一個重要的參數。密度(D)由質量除以身體體積確定:
D體=體重/體積
為了確定身體體積,使用了各種方法,通常使用流體靜力學稱重法或用於測量置換水的壓力計。
當通過流體靜力學稱量來計算體積時,需要對水的密度進行校正,所以公式將具有以下形式:
D 身體 = {P1 /(P1-P2)/ X1-(X2 + G1G}}
其中,p, -體重在正常條件下,對2 -重量,在水中,X1 -水的密度,X2殘餘體積。
胃腸道中的空氣量很難測量,但由於體積較小(約100毫升),可以忽略不計。為了與其他測量尺度兼容,可以通過乘以(170.18 /增長)3來調整該值以用於增長。
多年來的密度測定法仍然是確定身體組成的最佳方法。通常會將新方法與其進行比較以確定其準確性。這種方法的弱點在於身體密度指數對身體脂肪相對量的依賴性。
當使用雙組分模型的身體組成時,需要高精度來確定脂肪密度和淨體重。標準的Siri方程最常用於轉換身體密度指數以確定身體內的脂肪量:
體脂百分比=(495 / D) - 450。
這個公式假設所有人的脂肪和淨體重的密度相對恆定。事實上,身體不同部位的脂肪密度幾乎相同,常規數字為0.9007 g * cm -3。同時,確定淨體重密度(D)的問題更大,根據Siri方程,它是1.1。為了確定這個密度,假設:
- 每個組織的密度(包括淨體重)是已知的並且保持不變;
- 在每種組織中,淨體重比例是恆定的(例如,假定骨骼是淨體重的17%)。
還有一些確定身體組成的現場方法。生物電阻抗法是一個簡單的程序,只需要5分鐘。四個電極安裝在對象的身體上 - 在腳踝,腳,手腕和手背上。通過組織的詳細電極(在手和腳上)通過組織將未感知的電流傳遞到近側電極(手腕和腳踝)。電極之間的組織的電導率取決於其中的水和電解質的分佈。淨體重包括幾乎所有的水和電解質。結果,淨體重的傳導率顯著超過了脂肪質量的傳導率。脂肪質量的特點是阻抗很大。因此,通過組織的電流量反映了組織中包含的脂肪的相對量。
在這種方法的幫助下,阻抗參數被轉換成體內相對脂肪含量的指標。
紅外輻射相互作用的方法 是基於紅外光譜吸收和反射光原理的過程。在測量點上方的皮膚上安裝一個傳感器,通過一束中央光纖發送電磁輻射。同一傳感器外圍的光纖吸收組織反射的能量,然後用分光光度計測量。反射能量的數量顯示傳感器正下方的組織組成。該方法的特點是在幾個區域進行測量時具有足夠高的準確度。
屍體研究人員對屍體活檢的空間排列進行了許多測量。為了研究過去100年來人體細分的參數,解剖了大約50具屍體。在這些研究中,主體被凍結,沿著關節的旋轉軸線剖開,段稱重,然後,通過鏈接質量(CM)和它們的慣性力矩的中心確定的位置,優選地使用公知的方法,物理擺。另外,確定了這些節段的體積和平均組織密度。這方面的研究也針對活人進行。目前,為了終身確定人體的質量幾何形狀,使用了許多方法:浸水; 攝影; 突然釋放; 以各種變化的姿勢衡量人體; 機械振動; 放射性同位素; 物理建模; 數學建模方法。
浸水的方法可以讓我們確定分段的體積和體積的中心。通過乘以段的平均組織密度,專家然後計算身體質量中心的質量和局部化。考慮到人體在每個部分的所有部分具有相同的組織密度這一假設進行了這種計算。使用攝影測量法時,通常會使用類似的條件。
在突然釋放和機械振動的方法中,人體的這個或那個部分在外力的作用下移動,並且假定韌帶和對抗肌肉的被動力為零。
人體稱重法以各種姿勢變化 被批評,因為通過從屍體研究(質量中心於縱向段軸線的相對位置)獲得的數據中引入的誤差,由於從呼吸和回放的不精確性產生的干擾重複測量和確定關節中的旋轉中心,達到較大的值。在重複測量中,這種測量的變異係數通常超過18%。
基礎放射性同位素方法(γ-掃描方向的方法) 是單能γ輻射的窄光束的強度衰減的公知的物理定律,因為它通過的任何材料的特定層。
在放射性同位素方法的變體中 ,提出了兩個想法:
- 增加晶體檢測器的厚度以增加器件的靈敏度;
- 拒絕狹窄的伽馬射線束。在實驗過程中,測試對象確定了10個部分的按摩特徵。
在記錄掃描時,人體測量點的坐標是分段邊界的索引,即將一個分段與另一個分段分開的平面通過位置。
物理建模的方法被用於製作受試者的肢體。然後,在他們的石膏模型上,不僅確定慣性的時刻,而且確定質心的局部化。
數學建模用於近似參數段或整個身體的整體。在這種方法中,人體被表示為一組幾何組件,例如球體,圓柱體,圓錐體等等。
Harless(1860)是第一個建議使用幾何圖形作為人體細分的類似物。
Hanavan(1964)提出了一種將人體分成15個均勻密度的簡單幾何圖形的模型。這個模型的優點是它需要少量簡單的人體測量測量來確定共同質心(CMC)的位置和連桿任何位置的慣性矩。然而,一般來說,在三個假設中,對身體部分建模的假設限制了估計的準確性:假定這些部分是剛性的,這些部分之間的邊界是清晰的,並且假定部分具有均勻的密度。基於同樣的方法,Hatze(1976)開發了一個更詳細的人體模型。他提出的17鏈接模型考慮到每個人身體結構的個性化需要242個人體測量。該模型將區段細分為具有不同幾何結構的小質量的元素,從而允許詳細模擬區段密度的形狀和變化。此外,該模型對雙側對稱性沒有任何假設,並且通過調節某些節段的密度(根據皮下基底的含量)考慮了男性和女性身體的結構特徵。該模型考慮到身體形態的變化,例如由肥胖或懷孕引起的變化,也允許模仿兒童身體結構的特徵。
為了確定部分(局部的,來自拉丁詞帕西 - 的一部分)人體大小的Guba(2000)建議,其行為biozvenyah參考基準(參考點 - 一個參考)線界定功能上不同的肌肉群。這些線由作者在dioptrografii屍體解剖和材料,以及在觀察試驗進行的測量所定義的骨點之間繪製執行典型的動作的運動員。
在下肢,作者推薦以下參考線。在髖關節 - 分開肌肉組的三條參考線上,伸展和彎曲膝關節,彎曲並引導髖關節中的髖關節。
外側垂直(HB)對應於股二頭肌前緣的投影。它沿著大轉子的後緣沿著大腿的外表面到達外部的nadma-fehral裂隙的中間。
前垂直(PV)對應於大腿上部和中部三分之一處長收肌和大腿下三分之一處的縫匠肌的前緣。它沿著大腿前內側表面從恥骨結節到股骨內上髁。
後側垂直線(3B)對應於半腱肌前緣的投影。它沿著大腿後部內表面從坐骨塊的中部運送到股骨內上髁。
小腿上有三條參考線。
外小腿脛骨(HBG)對應於其下三分之一長腓骨肌的前緣。它從腓骨頭的頂點沿著脛骨的外表面到達外踝的前邊緣。
脛骨的前部垂直線(PGI)對應於脛骨的嵴。
後小腿脛骨(TSH)對應於脛骨的內緣。
在肩膀和前臂上繪製兩條參考線。他們將肩部(前臂)的屈肌與伸肌分開。
外肩垂直(CWP)對應於肩部二頭肌和三頭肌之間的外部凹槽。它是從肩峰下降到肱骨外上髁的手臂進行的。
肩的內部垂直(GDP)對應於內側肱骨溝。
前臂的外部垂直線(NVPP)從肱骨外髁上沿橈骨的外表面延伸到橈骨的鑽孔過程。
前臂內側垂直線(VVPP)是從肱骨內上髁沿其內表面向尺骨的莖突進展。
在參考線之間測量的距離允許判斷個體肌肉群的嚴重程度。因此,在大腿三分之一處測量的PV和HB之間的距離允許判斷髖屈肌的嚴重程度。下三分之一的相同線之間的距離允許我們判斷膝關節伸肌的嚴重程度。脛骨上的線之間的距離表徵了腳的屈肌和伸肌的嚴重程度。使用這些弧線尺寸和生物鏈接的長度,可以確定肌肉質量的體積特徵。
許多研究人員研究了人體身體中心的位置。如你所知,它的位置取決於身體各個部位群眾的位置。身體的任何變化,與其群眾的移動以及違反他們之前的關係有關,都會改變群眾中心的位置。
大規模的公共中心的第一位置確定喬瓦尼·阿方索·博雷利(1680年),誰在他的著作“動物的運動,”指出,人體的重心,是在對準位置,位於臀部和恥骨之間。使用平衡方法(第一種槓桿),他確定了屍體上OCM的位置,將它們放置在一塊板上,並將其平衡在一個尖銳的楔子上。
Harless(1860)使用Borelli方法確定了屍體某些部位的共同質心的位置。此外,知道身體各個部位的質心的位置,他將這些部位的重力幾何相加,並根據該圖從給定位置確定整個身體質心的位置。用於確定人體OCM的正面的相同方法是伯恩斯坦(Bernstein,1926),他將輪廓攝影用於相同的目的。為了確定人體中心的位置,使用了第二種槓桿。
為了研究質心的位置,Braune和Fischer(1889)對屍體進行了大量研究。根據這些研究,他們確定人體的中心位於骨盆區域,平均在骶骨角以下2.5厘米處和髖關節橫軸以上4-5厘米處。如果身體在站立時向前推動,身體的OMC的垂直軸線通過髖關節,膝關節和踝關節的橫向旋轉軸的前方。
為了確定身體各個位置的身體OCM位置,根據使用主要方法的原則構建了一個特殊模型。這種方法的實質在於共軛鏈節的軸線是針對斜坐標系的軸線的,而這些關節的連接環節則以其中心為原點。Bernshtein(1973)提出了一種計算身體BMC的方法,利用其各個部分的相對重量和身體各個環節的質心位置。
Ivanitsky(1956)概括了Abalakov(1956)提出的確定人體OMCM的方法,並基於特殊模型的使用。
Stukalov(1956)提出了另一種確定人體BMC的方法。根據這種方法,人體模型是在沒有考慮人體各部分的相對質量的情況下製造的,而是指出了模型各個環節的重心位置。
科濟列夫(Kozyrev,1963)開發了一種確定人體中心的工具,其基礎是第一種槓桿閉合系統的作用原理。
為了計算Zatsiorsky GCM(1981)提出的回歸方程,其中所述參數是體重的體重(X)的比率和前後徑比srednegrudinnogo骨盆的相對位置ridge-
Y = 52.11 + 10.308x。+ 0,949h 2
Raitsin(1976),用於確定在女運動員的GCM的高度位置被請求的多元回歸方程(R = 0937; G = 1,5 ), 其包括腿(h.sm),於躺臥位置中的體長的數據長度作為獨立變量(x 2厘米)和骨盆寬度(x,厘米):
-4.667 Y = XL + 0,289x 2 + 0,301h 3。(3.6)
從十九世紀開始,在生物力學中使用身體段重量的相對值的計算。
眾所周知,物質點系統相對於旋轉軸線的慣性矩等於它們到旋轉軸線距離的每平方的這些點質量的乘積的總和:
身體體積的中心和身體表面的中心也被稱為表徵身體質量幾何形狀的參數。體積中心是靜水壓合力的應用點。
身體表面的中心是介質的合力作用點。身體表面的中心取決於媒體動作的姿勢和方向。
人體 - 一個複雜的動態系統,因此,其身體質量和整個生命維度的比例比按照其發展的遺傳機制,法律,以及外部環境的影響下連續地改變,TECHNO生物社會生活條件等
許多作者注意到兒童的生長和發育的凹凸(; Balsevich,Zaporozhanov,1987-2002; Arshavskii,1975格林,1967; Kuts,1993,Krutsevich,1999-2002),它通常與所述主體的所述生物節律有關。根據他們的數據,在這個時期
兒童身體發育的人體測量指數增幅最大的是疲勞增加,工作能力相對下降,運動活動減弱,機體整體免疫反應性減弱。顯然,在年輕有機體的發育過程中,一定的時間間隔內保留了一個基因固定的結構 - 功能相互作用序列。據信這應該是由於需要醫生,教師,父母對這些年齡段的兒童的更多關注。
一個人的生物成熟過程涵蓋很長一段時間 - 從出生到20 - 22年,當身體的發育完成後,骨骼和內臟終於形成。一個人的生物成熟不是一個有計劃的過程,而是異步地進行,即使在分析身體形狀時也是非常明顯的。例如,比較一個新生兒和一個成年人的頭部和腿部的增長率,表明頭部的長度增加了一倍,並且腿部的長度是五倍。
由各個作者進行的研究結果的推廣使得可以提供關於年齡相關的體長變化的一些或多或少的具體數據。因此,據文獻報導,人類胚胎的縱向尺寸在宮內節育期的第一個月結束時約為10毫米,第三個月結束時為90毫米,到第九個月結束時為470毫米。在8-9個月中,胎兒充滿子宮腔並且其生長減慢。新生男孩的平均體長為51.6厘米(50.0-53.3厘米不同組別的波動),女孩 - 50.9厘米(49.7-52.2厘米)。通常,正常懷孕的新生兒身體長度的個體差異在49-54厘米範圍內。
在生命的第一年觀察到兒童體長的最大增加。在不同的組中,它的範圍從21到25厘米(平均23.5厘米)。到生命年,體長平均達到74-75厘米。
在1至7年的時間裡,男孩和女孩每年增加的體長從10.5厘米逐漸減少到5.5厘米。從7年到10年,體長每年平均增長5厘米。自9歲以來,增長率的性別差異開始出現。在女孩中,10至11歲之間的人口增長尤其明顯,然後縱向增長減緩,15年後急劇下降。在男孩中,身體發育最強烈的時期是13到15年,然後增長過程也有所放緩。
在青春期,11至12歲的女孩和2歲以後的男孩觀察到最大生長速度。由於個別兒童青春期發育加速的同時發生,平均最高速度稍低(每年6-7厘米)。個人觀察表明,最大的增長率達到大多數男孩 - 8-10厘米,女孩 - 每年7-9厘米。由於女孩增長的青春期開始時間較早,因此所謂的“第一個十字路口”的增長曲線出現了 - 女孩比男孩高。後來,當男孩進入青春期成長加速階段時,他們再次沿著身體長度超越女孩(“第二次十字架”)。平均而言,生活在城市中的兒童的增長曲線十字會下降10年4個月和13年10個月。比較男孩和女孩身體長度的增長曲線,Kuts(1993)指出他們有雙重交叉。第一次交叉是從10年到13年,第二次是13-14年。總的來說,不同群體的生長過程規律是一致的,兒童幾乎同時達到一定的身體明確價值水平。
與體長不同,體重是一個非常不穩定的指標,在外源性和內源性因素的影響下,體重相對較快地反應和變化。
青春期男孩和女孩的體重明顯增加。在此期間(從10-11歲到14-15歲),女孩的體重超過了男孩的體重,男孩的體重增加變得明顯。兩性的體重最大增加與身體長度的最大增加一致。根據Chtetsov(1983)的資料,4至20歲男孩體重增加41.1公斤,女孩體重增加37.6公斤。長達11年,男孩的體重超過女孩的體重,從11歲到15歲 - 女孩比男孩重。男孩和女孩的體重變化曲線交叉兩次。第一個十字架是10-11年,第二個是14-15。
在男孩中,12-15歲(10-15%),女孩中的體重急劇增加--10至11歲。在女孩中,所有年齡組的體重增加強度更強。
由Guba(2000)進行的研究讓作者揭示了3到18歲期間身體生物鏈接增加的一些特徵:
- 身體的尺寸位於不同的平面,同步增加。這在分析增長過程的強度或年份增加的指數中特別清楚地看到,歸因於在3至18年的增長期間總增長;
- 在一肢內,生物等效劑的近端和遠端的增加強度是交替的。隨著我們接近成熟年齡,生物塑料近端和遠端的增加強度的差異穩步下降。作者在人手的成長過程中也揭示了同樣的模式;
- 顯示活檢的近端和遠端具有兩個生長尖峰特徵,它們在增量的大小上重合,但在時間上不重合。上肢和下肢生物質近端生長的比較顯示,上肢從3到7歲增長更為密集,下肢從11歲增長到15歲。揭示了肢體發育的異時性,即在出生後的發生中,有一個顱尾生長的效應,這在胚胎期顯示出來。