Biotensegrity By Yisrael Zvulun, Hebrew

1,022 views
925 views

Published on

Published in: Technology
0 Comments
1 Like
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

No Downloads
Views
Total views
1,022
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
0
Actions
Shares
0
Downloads
18
Comments
0
Likes
1
Embeds 0
No embeds

No notes for slide
  • Fullerenes מולקולת פחמן
  • Biotensegrity By Yisrael Zvulun, Hebrew

    1. 1. נפגשים בכיכר ישראל זבולון , MAppSc פיזיותרפיסט
    2. 2. OUTLINE <ul><li>TENSEGRITY </li></ul><ul><li>FUNCTIONAL ANATOMY </li></ul><ul><li>STABILITY </li></ul><ul><li>PAIN </li></ul>
    3. 3. THE ELEPHANT AND THE BLIND MEN
    4. 4. סיפורו של...
    5. 5. סיפורו של ... <ul><li>תאונת טרקטורון אפריל 08' </li></ul><ul><li>כאב בלתי נסבל מספר שבועות </li></ul><ul><li>טיפול מאוחר בכאב </li></ul><ul><li>פיזיו מאי 08' </li></ul><ul><li>שיפור תפקודי הדרגתי + שיפור בכאב </li></ul><ul><li>לפני 3/12 כאב בטן שמאל וגב תחתון + הקרנה לירך שמאל </li></ul><ul><li>בדיקת קולונוסקופיה תקינה </li></ul><ul><li>פיזיו – ללא כאבי בטן או גב </li></ul><ul><li>לפני מספר ימים כאב בכל הצד השמאלי + מגבלה </li></ul>
    6. 6. מה בעצם קרה כאן ? הסברים אפשריים <ul><li>כאב מתמשך ללא טיפול הולם </li></ul><ul><li>'Neurosignatures’ </li></ul><ul><li>יעילות סינפסות </li></ul><ul><li>שינוי בייצוג קורטיקלי </li></ul><ul><li>קשר בין אזורי הגוף </li></ul><ul><li>צורך בייצוב מתמשך בגלל שבר </li></ul><ul><li>דפוסי תנועה אבנורמליים </li></ul><ul><li>עייפות ואיסכמיה שרירית </li></ul>
    7. 7. מבנה ותפקוד
    8. 8. המבנה האוניברסלי של החיים <ul><li>ישנם דפוסים אוניברסאליים בכל הקשור למבנה של חומרים בטבע אשר הנם אופייניים בעולם הדומם , הצומח והחי וביניהם גם הגוף האנושי ( Ingber 1993 ) </li></ul>
    9. 9. הגיאומטריה של החיים &quot;The book of nature is written in the characters of geometry.“ Plato
    10. 10. THE GEODESIC DOME (Buckminster Fuller 1895-1983)
    11. 11. THE CONCEPT OF TENSEGRITY <ul><li>Tensegrity : מבנה אשר קיים בו איזון בין כוחות מתיחה לכוחות דחיסה אשר תורמים ליציבותו . קיים קשר פונקציונלי בין כל חלקי המבנה ( Ingber 1993 ( </li></ul>
    12. 12. מבנה ותפקוד <ul><li>רמת התא ( Ingber 1993, 2008) </li></ul><ul><ul><li>Tensegrity = “tensional integrity” </li></ul></ul><ul><ul><li>All cells contain an actino-myosin complex </li></ul></ul><ul><ul><li>Self-assembly </li></ul></ul><ul><ul><li>Hierarchy of systems </li></ul></ul>
    13. 13. כוחות מכאניים ותגובות ביוכימיות Mechanotransduction המנגנונים המולקולריים באמצעותם תאים חשים ומגיבים לגירויים מכאניים . <ul><ul><li>Mechanical forces biochemical reactions </li></ul></ul>Ingber 2003
    14. 14. TENSEGRITY וגוף האדם
    15. 15. THE BODY AS A TENSEGRITY STRUCTURE <ul><li>The body is a soft tissue entity, with local bony spacers, rather than a hard tissue entity with soft tissue motor units &quot; . (Levin 2007) </li></ul>
    16. 16. THE SACROILIAC JT. AS AN EVOLVED COSTO-VERTEBRAL JOINT Gracovetsky 2007
    17. 17. The spine stops at the acetabulum (Gracotevsky 2007)
    18. 18. THE SPINE AS A TENSEGRITY STRUCTURE
    19. 19. סיכום : גוף האדם הנו מבנה tensegrity אשר איזון בין כוחות המתיחה והדחיסה הכרחיים ליציבותו ולתפקודו כוחות מכאניים כמו אלו המופעלים בפיזיותרפיה או בפעילות גופנית גוררים תגובות ביוכימיות ברמת התא אשר אחראים למגוון תהליכים וביניהם ריפוי Ingber 2008, Levin 2007
    20. 20. אנטומיה פונקציונלית DeRosa & Portfield 2007, Gracovetzky 2007, Vleeming & Stoekhart 2007
    21. 21. LATISSIMUS DORSI & GLUTEUS MAXIMUS
    22. 22. FORCES GENERATED BY THE ERECTOR SPINAE AND THE ABDO. M
    23. 23. THE UPPER AND LOWER CONNECTIONS
    24. 24. MUSCULAR SLINGS of the UPPER LIMB AND PELVIS
    25. 25. MUSCULAR SLINGS of the LOWER LIMB, SPINE AND PELVIS
    26. 26. “ THE BROADENING EFFECT”
    27. 27. THE PSOAS MAJOR Recent anatomical & biomechanical studies <ul><li>SLIDE PSOAS AND THE APONEUROSIS OF ERECTOR SPINAE </li></ul><ul><li>Its length does not change significantly </li></ul><ul><li>Compression of the SIJ </li></ul><ul><li>Little contribution to spinal motion </li></ul><ul><li>Contributes to lumbar lorsosis </li></ul><ul><li>Axial compression of the lumbar spine </li></ul><ul><li>Small contribution to hip flexion </li></ul><ul><li>Posterior rotation of the innominate </li></ul><ul><li>Is attached to the diaphragm, TA & pelvic floor through fascial connections – co-contraction for stability </li></ul>Gibbons 2007
    28. 28. THE ‘SACRAL HUB’ <ul><li>Pec major + abdo. </li></ul>Lat dorsi Adductor group Deep muscles Erector spinae Fascia latae Abdominal m. Hamstrings + calf m. Glut max Cervical spine Rhomboids Serratus anterior
    29. 29. מסקנות ויישומים קליניים <ul><li>קיים קשר מבני ותפקודי בין כל אברי הגוף </li></ul><ul><li>הגב התחתון מהווה את מרכז הכובד אליו צריכים להתנקז כוחות מאוזנים </li></ul><ul><li>המגבלות התפקודיות של המטופל והסימפטומים יסייעו ב : </li></ul><ul><ul><li>הגדרת הקשרים הרלוונטיים השונים בין המבנים </li></ul></ul><ul><ul><li>הבנת ההשלכות של כאב </li></ul></ul><ul><ul><li>בבניית מערך בדיקה אשר יבחן כל אחד מהמבנים הללו ואת יחסי הגומלין ביניהם </li></ul></ul><ul><ul><li>כל אלו בנוסף לבדיקת ליקויים ממוקדים כגון : MTPs , הגבלה בתנועה במפרקים וכד '. </li></ul></ul><ul><li>מטבע דברים אלו , טיפול בכאבי גב תחתון לא יכול להיות ממוקד רק לגב התחתון </li></ul>
    30. 30. THE CORE AND STABILITY
    31. 31. SPINE STABILITY: AN UNSTABLE DEFINITION
    32. 32. STABILITY,CONTROLLED INSTABILITY & ROBUSTNESS <ul><li>The human body is an unstable structure </li></ul><ul><li>Instability = survival = controlled instability </li></ul><ul><li>The ‘neutral zone’ is an academic concept </li></ul><ul><li>No absolute definition of stability in engineering </li></ul><ul><li>Robustness= the ability of a system to change its stiffness and remain stable </li></ul><ul><li>The concept of ‘core stability’ emerged from studies of static analysis </li></ul><ul><li>The standard representation of stability in use in the current literature is valid for homogenous time-invariant material </li></ul><ul><li>Stability/controlled instability is context-dependent </li></ul><ul><li>(Reeves et al 2007, Gracovetsky 2007) </li></ul>
    33. 33. SPINE STABILITY <ul><li>Stability and the viscoelastic nature of collagen </li></ul><ul><li>Not clear if LBP results from an unstable behaviour of the spine </li></ul><ul><li>Core stability exercises make the system more robust not more stable </li></ul><ul><li>Performance = the ability of a system to return to the original state in speed and accuracy </li></ul><ul><li>Pre-tensioning prior to a task of trunk muscles allows increased vertebral stiffness (tensegrity) </li></ul><ul><li>The spine can maintain stability in different conditions because of the various feedback pathways </li></ul>(Reeves et al 2007)
    34. 34. SPINE STABILITY <ul><li>Stability cannot be achieved due to the viscoelastic properties of living tissues </li></ul><ul><li>Posture is not static </li></ul><ul><li>The stability of a viscoelastic system can only be thought of related positions that are very rapidly adopted and modified by the CNS </li></ul><ul><li>Collagen had a time-dependent response to loading </li></ul><ul><li>Two time constants – 20 min and 1/3 sec </li></ul><ul><li>Sleeping and the 20 min time constant </li></ul><ul><li>High loading (heavy lifting) and 1/3 sec time constant </li></ul>
    35. 35. THE SPINE AND ITS FEEDBACK CONTROLLER (Reeves et al 2007)
    36. 36. LOW BACK PAIN: POSSIBLE MECHANISMS OF INJURY <ul><li>Lack of or reduced passive stiffness (impaired feedback control) </li></ul><ul><li>Impaired feedback control – prolonged flexion, whole body vibration, muscle wasting, delayed reflex response, </li></ul><ul><li>Increase voluntary contraction and muscle co-activation </li></ul><ul><li>Fatigue = impairment of proprioception = impaired ability to regulate force = pain </li></ul><ul><li>Accuracy of sensory feedback + precision of muscle control = stability </li></ul>Reeves et al 2007
    37. 37. שליטה דינמית
    38. 38. מסקנות ויישומים קליניים <ul><li>שיקום תחושתי ולמידה מוטורית </li></ul><ul><li>ה “ core”- אינו דבר קבוע , אלא משתנה בהתאם לתפקוד </li></ul><ul><li>יש חשיבות לאיזון כוחות באזור הגב התחתון / סקרום </li></ul><ul><li>תרגילי &quot;core stability” צריכים להיות context-dependent ומגוונים </li></ul><ul><li>גמישות הנה הכרחית כמו שגמישות יתר יכולה להיות בעייתית בהקשר ליציבות </li></ul>
    39. 39. PAIN
    40. 40. NEUROMATRIX AND ‘HOMEOSTATIC’ MODEL (Craig 2002)
    41. 42. THE ‘HOMEOSTATIC’ MODEL <ul><li>Interoception – the sense of the physiological condition of the whole body </li></ul><ul><li>From C and A-delta to lamina 1 spinothalamocortical pathway – physiological status from all tissues </li></ul><ul><ul><li>Pain </li></ul></ul><ul><ul><li>Temperature </li></ul></ul><ul><ul><li>Mechanical stress </li></ul></ul><ul><ul><li>Hypoxia </li></ul></ul><ul><ul><li>Immune and hormonal activity etc… </li></ul></ul><ul><li>Projections to autonomic and homeostatic centres in spinal cord and brainstem (afferent system autonomic) </li></ul><ul><li>Thalamocortical representation of the state of the body (including pain) </li></ul>Craig 2002
    42. 43. PERIPHERAL SENSITIZATION Costigan & Woolf 2000) ) Glia
    43. 44. CENTRAL SENSITIZATION (Costigan and Woolf 2000) Glia
    44. 45. כאב ובקרה מוטורית <ul><li>ישנו שינוי משמעותי בדפוסי גיוס שרירים לאור איום ממשי או איום נתפס ( perceived ). </li></ul><ul><li>Pain and motor control 2 dimensions of 1 process </li></ul><ul><li>Neurosignatures </li></ul><ul><li>Increased synaptic efficacy </li></ul><ul><li>Virtual body </li></ul><ul><ul><li>Incongruence between: </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>The actual and virtual body </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>The actual movement and virtual movement </li></ul></ul></ul><ul><li>The pain adaptation model </li></ul><ul><li>(Moseley 2007, Moseley et al 2004, Hodges et al 2003,) </li></ul>
    45. 46. מסקנות ויישומים קליניים <ul><li>Core stability exercises למעשה controlled instability = context-based and dynamic </li></ul><ul><li>Time constants of collagen= ergonomics </li></ul><ul><li>Motor learning and motor control = pre-tensioning of the spine + performance </li></ul><ul><li>Improve feedback control </li></ul>

    ×