## Episode44: Kinesiology of thoracic spine#9
Analysis of the forces on the thoracic spine ##
.
กระดูกสันหลังระดับthoracic จะมีการวางตัวเป็นkyphosis คือconvex posteriorly ดังนั้นมีแนวโน้มที่vertebral body ซึ่งอยู่ด้านหน้า จะเป็นบริเวณที่รับcompressive force ในบทความนี้ผมจะพูดถึงแรงที่มากระทำต่อthoracic spine ในแนวsagittal plane และผลของแรงที่มากระทำครับ
ในท่าupright position น้ำหนักของศีรษะและคอ จะผ่านลงที่บริเวณvertebral bodies มากกว่าบริเวณarticular processes และด้วยความที่thoracicมีความโค้งแบบkyphosis ทำให้แรงที่เกิดจากน้ำหนักของศรีษะและคอตกลงด้านหน้าต่อthoracic spine จึงเป็นflexion momentให้กับthoracic spine
โดยปกติแล้วflexion moment ที่ระดับT1 จะน้อยกว่าflexion momentในระดับT4 เพราะmoment armของระดับT1 จะสั้นกว่าmoment armในระดับT4 และที่ระดับT1 flexion moment จะเกิดจากน้ำหนักของศีรษะและคอ ส่วนที่ระดับT4 flexion moment จะเกิดจากน้ำหนักของศีรษะและคอรวมถึงน้ำหนักของupper Tด้วยครับ
ถ้านำมาคำนวณตามสมการจะพบว่าflexion moment ของthoracic spineจะเกิดจาก
Mext = Ws x X
เมื่อ Ws = น้ำหนักของศีรษะและร่างกายส่วนบน ที่ดึงลงตามแรงโน้มถ่วง
X = lever arm ระหว่างกระดูกสันหลังกับแรงWs
โดยถ้าkyphosisมากขึ้น flexion moment ก็จะยิ่งมากขึ้น เนื่องจากlever arm(X) สูงขึ้นด้วยครับ
ในภาวะstatic equilibrium นั้นexternal moments(ซึ่งเกิดจากexternal load) คือน้ำหนักของศีรษะและคอ จะต้องถูกbalanceด้วยinternal moments ที่เกิดจากแรงของกล้ามเนื้อและtensionของligamentครับ
ยกตัวอย่างเช่นถ้าเราจะวิเคราะห์compressive force ที่เกิดขึ้นที่T5 และกำหนดให้น้ำหนักของศีรษะ, คอ, upper T(W) = 11%ของBW
Moment arm of W = 5 cm.
Moment arm of extensor m., ligament = 2 cm.
ในกรณีที่อยู่ในupright position เราจะสามารถคำนวณหาแรงที่extensor m.ต้องทำงานได้จากสมการ
Mext = Mint
W x 5cm. = E x 2cm.
0.11 x BW x 5cm. = E x 2cm.
ดังนั้น E=0.275 x BW
หรือประมาณ 27.5% ของbody weightครับ
ต่อมาถ้าเราจะคำนวณแรงที่เกิดขึ้นที่T5 จะซับซ้อนกว่าการคำนวณในบทของcervical spineเล็กน้อย เพราะต้องแยกเป็น2กรณีคือ compression force(Jc) และshear force(Js)ครับ
สำหรับcompression force(Jc) จะเกิดตามแนวแกนY เราจะคำนวณได้จากสมการ
Jc = Wy + Ey จากนั้นต้องแตกแรงW, E ให้อยู่ตามแนวแกนY
โดยสมมุติว่าbodyของT5 ทำมุมประมาณ15° และแรงE ทำมุม5° กับแนวแกนY จะได้ว่า
Jc = (W x cos15°) + (E x cos5°)
Jc = (0.11xBWxcos15°)+(0.275xBWxcos5°)
Jc = 0.38xBW
ดังนั้น compression forceที่bodyของT5 จะอยู่ที่38%ของbody weightครับ
สำหรับshear force หรือแรงเฉือนที่เกิดขึ้นที่T5 จะเกิดขึ้นในแนวแกนX จะคำนวณไม่เหมือนกับcompression force เพราะแรงเฉือนที่เกิดจากE(Es)กับแรงเฉือนที่เกิดจากW(Ws) เป็นแรงที่เกิดในคนละdirection จะหักล้างกัน ดังนั้นเราจะคำนวณshear forceได้จากสมการ
Js = Wx-Ex
Js = (W x sin15°)-(E x sin5°)
Js = (0.11 x BW x sin15°)-(0.275 x BW x sin5°)
Js = 0.004xBW
ดังนั้น shear forceที่bodyของT5 จะอยู่ที่0.4%ของbody weight ในทิศทางเดียวกับWx(anterior shear)ครับ
ถ้าเราใช้หลักการเดียวกันนี้คำนวณ ในคนที่มีhyperkyphosis ที่จะทำให้moment armยาวขึ้นนั้น จะได้ว่าทั้งcompression forceและshear forceที่เกิดขึ้นบนthoracic spineจะมากขึ้นด้วยครับ
.
ในกรณีที่เกิดการบาดเจ็บที่thoracic spine จากการเกิดcompressionนั้น เรามักจะเจอการบาดเจ็บที่ด้านหน้าของbodyของthoracic spine ซึ่งถ้าแรงcompression forceมากเกินไปจะเกิดwedge fractureที่ด้านหน้าของspineได้ครับ
ทั้งหมดนี้คือตัวอย่างการคำนวณแรงที่เกิดขึ้นที่thoracic spineโดยยกตัวอย่างการคำนวณในsagittal planeเท่านั้น อาจจะเข้าใจยากสักหน่อยเพราะต้องมีการแตกแรงร่วมด้วย ลองทำความเข้าใจกันดูนะครับ
ถ้าชอบเนื้อหาแบบนี้ผมฝากกด like กดแชร์ กดติดตามเพจphysioupskillด้วยนะครับ ส่วนถ้าใครมีข้อสงสัยอะไรก็commentไว้ด้านล่างได้เลยครับ
_PhysioUpskill_
#Physioupskill
⭐สำหรับใครที่อยากเรียนรู้เพิ่มเติม สามารถอ่านบทความอื่นๆได้ที่ https://physioupskill.com/บทความ/
หรือดูรายละเอียดคอร์สเรียนของเพจได้ที่ https://physioupskill.com/คอร์สเรียน/
ได้เลยครับ
Ref.
Neumann, D. A. (2016). Kinesiology of the Musculoskeletal System: Foundations for Rehabilitation. Mosby.
Foster, M. A. (2019). Therapeutic Kinesiology: Musculoskeletal Systems, Palpation, and Body Mechanics (1st ed.). Pearson.
Oatis, C. A. (2009). Kinesiology: The Mechanics and Pathomechanics of Human Movement.
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2024 Blockdit
