Biyomekanik Akıl Yürütme Sınavı

Açılış

Kolunun arka yüzündeki sinir, nervus radialis, bir kırıktan sonra zedelenen bir hasta, parmaklarını büken kasları sağlam olduğu hâlde bir bardağı sıkıca tutamadığından yakınır. Kas testi yapan hekim parmak bükücülerinin gücünü olağan bulur. Sonra hastanın bileğini eliyle hafifçe geriye açık tutar ve hastadan yeniden yumruk yapmasını ister; bu kez kavrayış belirgin biçimde güçlenir. Hekim hastaya bileği geriye açık tutan bir atel verir. Bu küçük muayene, bu kursta öğrendiğimiz araçların tek bir akışta kullanılmasıdır: hareketi yapan kaslar, aralarından baskın olanı, onlara yardım eden takım ve eklem konumunun kuvvete etkisi. Bu son derste bu akışı birkaç soru üzerinde çalıştıracağız ve akışın hangi adımında hata yapılabildiğine bakacağız.

Bir hareket verildiğinde onu yapan kaslar, baskın olanı, takımı ve gereken kuvvet sırayla nasıl bulunur? Bir cevap yanlış çıktığında hatanın hangi adımda olduğu nasıl anlaşılır? Ve bileği düşmüş bir hastanın kavrayışı neden zayıftır?

Bu derste ne olacak

Önce kursun araçlarını dört adımlı bir akışta birleştireceğiz. Sonra bu akışı dirsekte bir yük taşıma sorusu üzerinde, sayılarla çalıştıracağız. Ardından akışta sık yapılan hataları, hangi adımda ortaya çıktıklarına göre ayıracağız. Son olarak açılıştaki hastanın kavrama zayıflığını aynı akışla çözeceğiz.

Sıfır noktası

Mekanizma

Dört adımlı akış

Akışın ilk adımı aday kümesidir: çekme çizgisi sorulan eklemin dönme ekseninin doğru yanından geçen bütün kaslar bulunur. Ardından adaylar sıralanır; hareketin yükünü en çok, kuvveti ile moment kolunun çarpımı en büyük olan kas taşır ve bu sıralama eklem açısıyla değişebilir. Sıralamanın ardından takım kurulur: baskın kasın yan hareketlerini karşılayan sinerjistler, başladığı kemiği tutan sabitleyiciler ve hareketi frenleyebilecek antagonist belirlenir. Son olarak gereken kuvvet, yükün döndürme etkisinin kasın moment koluna bölünmesiyle kabaca hesaplanır.

Sıra rastgele değildir. Baskın kas ancak aday kümesi bilindiğinde seçilebilir; takım ancak baskın kasın hangi eklemleri geçtiği bilindiğinde kurulabilir. Akışı yazarken her adımın cevabını ayrı bir satıra yazmak, bir hata yapıldığında hangi adımda yapıldığını görmeyi sağlar.

Çözümlü soru: dirsekte bir yük

Soru şu: dirsek doksan derece bükülü, önkol yatay ve avuç yukarı bakıyor; elde beş kilogramlık bir torba var. Dirseği bu konumda tutan kaslar hangileridir ve kabaca ne kadar kuvvet üretmeleri gerekir? Aday kümesi dirseğin yandan yana uzanan ekseninin önünden geçen kaslardır: musculus biceps brachii, musculus brachialis ve musculus brachioradialis. Avuç yukarı bakarken bisepsin payı büyüktür; musculus brachialis ise önkolun dönüşünden etkilenmeden her konumda çalışır.

Takım adımında bisepsin önkolu dışa döndürme etkisi hatırlanır. Bu konumda önkol zaten dışa dönük olduğundan bu yan hareketin karşılanması gerekmez; omuzda ise bisepsin kolu öne kaldırma etkisini omuz çevresindeki kaslar dengeler ve üst kol kemiğini sabit tutar. Musculus triceps brachii bu sırada antagonisttir ve torba birden bırakılırsa önkolun yukarı fırlamasını frenleyebilir.

Kuvvet adımında Ders 08-26'daki yaklaşık ölçüler kullanılır: bükücülerin moment kolu yaklaşık beş, eldeki yükün kolu yaklaşık otuz beş santimetredir. Beş kilogramlık yük yaklaşık elli newtonluk bir ağırlıktır; dirsekte yaklaşık on yedi buçuk newton metrelik bir döndürme etkisi yaratır. Bunu karşılamak için bükücü kasların birlikte yaklaşık üç yüz elli newton üretmesi gerekir; önkolun kendi ağırlığı bu sayıyı biraz daha artırır. Kasların yükten yaklaşık yedi kat büyük bir kuvvet üretmesi, dirsekteki kaldıracın kuvvetten vazgeçip hız kazandırmasının bedelidir.

Hatanın adımını bulmak

Geometrik hatalar akışın başında doğar. En sık olanı, çekme çizgisi yerine kasın hangi kemik bölgesine tutunduğuna bakmaktır; bu hata aday kümesine yanlış kaslar sokar. Bir başka geometrik hata, moment kolunu tutunma yerinin eklemden uzaklığı sanmaktır. Oysa moment kolu çekme çizgisinin eksene dik uzaklığıdır ve eklem açısıyla değişir; bu hata dördüncü adımda kuvveti yanlış hesaplatır.

Varsayım hataları geometri doğru kurulduktan sonra ortaya çıkar. Baskın kası sabit sanmak bunlardan biridir: avuç aşağı çevrildiğinde dirsek bükülmesinde bisepsin payı azalır, musculus brachialis ve musculus brachioradialis'in payı artar. Ders 08-36'da gördüğümüz gibi sıralama eklem konumuyla yeniden yapılmalıdır. Rolü sabit sanmak da bir varsayım hatasıdır; bir kası "hep bükücü" diye yazmak, aynı kasın başka bir harekette sabitleyici ya da antagonist olabildiğini gözden kaçırır. Hangi ucun sabit kaldığını unutmak ise tek ayak üstünde leğen kemiğini dengeleyen bir kası uyluğu hareket ettiren kas sanmaya yol açar.

Klinik bağ: bilek düşmesinde kavrama

Açılıştaki hastada soru, sağlam parmak bükücülerine rağmen kavrayışın neden zayıf olduğudur. Aday kümesi parmakları büken musculus flexor digitorum superficialis ve musculus flexor digitorum profundus'tur; ikisi de nervus radialis'ten değil, başka sinirlerden uyarılır ve sağlamdır. Akışın üçüncü adımında sorun ortaya çıkar. Parmak bükücüleri bileği de geçtiği için yumruk sırasında bileği de bükmeye çalışır; normalde musculus extensor carpi radialis longus, brevis ve musculus extensor carpi ulnaris bu yan hareketi karşılar ve bileği sabit tutar.

Nervus radialis zedelendiğinde bu sinerjistler felç olur. Parmak bükücüleri kasıldıkça bilek de bükülür ve bükücüler hem bilekte hem parmaklarda kısalarak Ders 08-17'de gördüğümüz aktif yetersizliğe düşer. Hekimin bileği eliyle geriye açık tutması, eksik sinerjistlerin işini dışarıdan yapar ve bükücüleri elverişli bir boya getirir. Bileği geriye açık tutan atel de aynı ilkeye dayanır: sinir iyileşene kadar eksik takım üyesinin yerini alır. Kas testinin bükücüleri güçlü bulması doğrudur; hata, gücü tek bir kasın özelliği sanıp takımı sorgulamamak olurdu.

Kendin dene

Toparlayalım

• Biyomekanik akış dört adımdan oluşur: aday kümesi, baskın kas, takım ve gereken kuvvet.
• Adımların sırası zorunludur ve her adımın cevabı ayrı yazılmalıdır.
• Dirsek doksan derece bükülüyken elde beş kilogram taşımak, bükücü kaslardan yükün yaklaşık yedi katı kuvvet ister.
• Geometrik hatalar çekme çizgisinin ya da moment kolunun yanlış kurulmasından doğar.
• Varsayım hataları baskın kası, rolü ya da sabit kalan ucu değişmez sanmaktan doğar.
• Nervus radialis hasarında bilek açıcıları felç olur ve parmak bükücüleri aktif yetersizliğe düşer.
• Bileği geriye açık tutan atel, eksik sinerjistlerin işini dışarıdan yaparak kavrayışı güçlendirir.

Bu kursta kasın kuvveti nasıl ürettiğini, ilettiğini ve nasıl denetlendiğini gördük. Kasılan her lif bu işi kanın getirdiği oksijen ve besinle yapar; çalışan bir kasın kan ihtiyacı dinlenirken olduğundan kat kat artar. Bir sonraki kurs bu kanı taşıyan damarlarla başlıyor. İlk derste arter, kapiller ve venin duvarlarının neden birbirine hiç benzemediğini ve kanın dokuya tam olarak nerede dokunduğunu göreceğiz. Arter, Ven ve Kapiller Nedir?