Meistaru paņēmienu, kustību veida un paātrinājuma, pieliktā spēka patēriņa pieraksti uzskatāmu līkņu veidā tiek saglabāti un vēlāk izmantoti treniņu un apmācību procesā. Netverami straujas un īslaicīgas kustības, kaut vai volejbola sporta meistara “lielgabalšāviena” gremde pie tīkla gūst uzskatāmu un analizējamu raksturu. Paātrinājumi te 120 līdz 180 reizes pārsniedz Zemes pievilkšanas spēka radīto paātrinājumu. Lai to reģistrētu, vajadzīgi speciāli adapteri, ātri darbojošies oscilogrāfi, skaitļojamās iekārtas iegūto līkņu analīzei, tātad modernā tehnika. Sportistiem par laimi pēdējo četru piecu gadu laikā sporta biomehānikā notiek gandrīz vai revolūcija. Parādās arvien jaunas izmeklēšanas metodes, iegūtie rezultāti ļauj atrast paņēmienus, kā sasniegt labākus rezultātus ar mazāku piepūli, kā novērst liekās kustības, atrast un izkopt visracionālākās un labākās katra sportista īpatnības. Pie tam biomehānika noder jebkurā sporta veidā, vienalga, vai tas būtu boksā vai futbolā, airēšanā vai vingrošanā, volejbolā vai brīvajā cīņā, peldēšanā vai jāšanā.

Diemžēl biomehānikas izmantošana un ieviešana tieši medicīnā ir zināmā mērā aizkavējusies. Tātad varētu teikt, slimniekiem šajā ziņā nav laimējies. Izņēmums ir blakus nozarojums — protezēšanas biomehānika. Nepieciešamība samazināt daudzo kara invalīdu grūtības ikdienas dzīvē bija viens no stimuliem straujai biomehānikas attīstībai lielākajos mūsu zemes protezēšanas institūtos — Maskavā, Leņingradā, vēlāk Harkovā. Biomehānisko izmeklējumu rezultātā radās visās zemēs pazīstamā mākslīgā roka, ko vada invalīdam saglabājušos muskuļu biostrāvas, radās jauna veida protēzes kājai, kas ļāva tuvināt invalīda gaitu normāla cilvēka gaitai un reizē ar to tuvināja šos daudz cietušos cilvēkus veselo cilvēku ikdienas dzīvei un ikdienas darbam. Bez biomehānikas šie izcilie sasniegumi nav iedomājami.

Bet kaulu un locītavu ķirurģijā, traumatoloģijā, ortopēdijā? Biomehānika savā būtībā ir viens no šo medicīnas nozaru teorētiskajiem stūrakmeņiem vai, pareizāk sakot, pēc sava nozīmīguma tādai tai vajadzētu būt. Diemžēl šodien vēl tā tas nav, bet mēs cenšamies to sasniegt. Ne velti pēdējos 6—8 gados biomehānikas laboratorijas tiek dibinātas pie lielākajiem traumatoloģijas un ortopēdijas, kā arī rekonstruktīvās ķirurģijas centriem gan Maskavā (Centrālajā traumatoloģijas un ortopēdijas institūtā), gan Kijevā, Minskā, Doņeckā, Sverdlovskā un Rīgā.

Ārzemēs lielas biomehāniskās laboratorijas, kas kalpo šīm ķirurģijas specialitātēm, dibinātas Gēteborgā, Boloņā, Briselē, Londonā, Glāzgovā, Ķelnē, Losandželosā, Buenosairesā un citur. Arvien skaidrāk kļūst redzams, ka bez pamatīgas biomehāniskas izmeklēšanas grūti izvēlēties ārstēšanas paveidu, grūti pareizi novērtēt arī ārstēšanas rezultātu, grūti izprast kaulu un locītavu deformēšanās dziļākos cēloņus, dažādo un ļoti daudzveidīgo klibošanas veidu dziļākos, būtiskos iemeslus. Tātad grūti atrast zinātniski pamatotu un pareizi izprastu labāko ārstēšanas paņēmienu.

Tajā pašā laikā mūžsenā nelaime — izslavētais medicīnas konservatīvisms (nereti pamatots un rūgtas pieredzes radīts), mediķu vairākuma neuzticēšanās un pat “bailes” no šodienas komplicētajām matemātikas un fizikas formulām — vēl arvien nav pārvarēta. Kādreiz atmetot nepareizo priekšstatu par cilvēku kā mašīnu — sarežģītu, bet tomēr tikai mašīnu, reizē atmeta arī visu, ko varēja uzskatīt par mehānistisku vai pat tikai mehānisku.

Biomehānisko priekšstatu atdzimšanas process praktiskajā medicīnā pašreiz notiek augstākā līmenī, bet tajā pašā laikā ar samērā lielām grūtībām. Pie tam vaina nav tikai ķirurgos. Patoloģiskos apstākļos cilvēka kustību orgānu biomehāniskās parādības ir tik komplicētas, slodzes tik dažādi kombinētas un daudzveidīgas, ka īstu skaidrību nevar iegūt pat viskvalificētākie inženieri un speciālisti. Kas ir skaidrs par metālu un plastmasu, izrādās pavisam savādāks un neskaidrs, tiklīdz ir runa par kaulu, skrimsli, muskuli vai cīpslu. Tādēļ pēdējos gados vērojama īpaša tendence pievērsties tieši audu biomehānikai. Pie tam izpētīt balstaudu mehāniskās īpašības nebūt nav pašmērķis. Ķirurgs un traumatologs, pamatojoties galvenokārt uz empīrisko medicīnu, labi zina, kā jālabo tāds vai citāds kaula lūzums, īpaši necenšoties izprast, kādēļ jādara tā un ne citādi, kādēļ vienā gadījumā labākus rezultātus dod kaula sastiprināšana ar metāla stieni, bet citā tas nav vajadzīgs. Galvenais kritērijs ir iznākums. Zinot, ka dažos lūzuma gadījumos vajadzīga gara nagla, bet citos var iztikt ar īsāku, ķirurgs neprasa sev, kādēļ tieši tā ir labāk. Labs ķirurgs — laba nagla, kas labi ielikta, — labs iznākums. Loks noslēdzies, biomehāniķim nav kur iespraukties un, liekas, nav arī pēc viņa vajadzības. Bet apmēram 1/4 gadījumu šī ķēde izskatās savādāka: labs ķirurgs — it kā laba nagla un it kā labi ielikta, bet iznākumā — kauls nedzīst. Kādēļ? Bieži priekšplānā izvirzās tīri bioloģiski vai medicīniski izskaidrojumi — slikta kaula apasiņošana, smaga audu trauma, infekcija. Bet kaut kur ēnā ir palicis galvenais cēlonis — biomehānikas likuma pārkāpums. Un nereti paliek ēnā, gaidot atkal kārtējo upuri, kurš maksā ar mēnešiem ilgu gulēšanu slimnīcā, darba nespēju un pat invaliditāti. Par likumu pārkāpumu jāmaksā. Un atkal diemžēl daudzi no šiem likumiem mums vēl nav zināmi, bet tikai neskaidri nojaušami. Tādēļ jau pētījumus sāk ar pamatiem, cenšoties atrast atbildi uz jautājumiem, kādēļ īsti kauli lūzt, no cik lielas un kāda veida slodzes? Droši vien lūzums notiek no pārmērīgas slodzes. Bet kas kaulam ir pārmērīgs? Vai trieciens, kas rodas, ja cilvēks krīt no otrā vai no sestā stāva? Abos gadījumos kaulu laušana nemaz vienmēr nav sastopama, lai gan otrajā gadījumā iespēja salauzt kaulus ir lielāka nekā pirmajā.

Visu to izpētīt ir ļoti svarīgi. Biomehāniķi aizņemas pārbaudītākās mašīnas no inženieriem materiālu pretestības laboratorijās un cenšas kaulu salauzt gan lēnām, gan ar triecienu, gan ar atkārtotām ilgstošām slodzēm. Cilvēka ciskas kauls, to spiežot, iztur pat 1—1,5 tonnas lielu slodzi, bet vidējais cilvēka ķermeņa svars ir 60—80 kilogrami. Lūk, kas par drošības rezervi! Bet tas pats kauls no pēkšņā trieciena lūzt pie 8—10 reizes mazākas slodzes. Lūdzu, viens atradums un izskaidrojums! Ķirurgu rīcībā pagaidām nav vēl tik izturīgas metālu konstrukcijas, kas spētu šī kaula stiprību aizvietot. Gaidām metalurgu palīdzību, kas dotu mums vismaz 3—4 reizes izturīgākus nerūsējošos tēraudus vai sakausējumus nekā pašreizējās metālu markas. Gaidām un nevaram sagaidīt!

Jauni kaulu sastiprinošo konstrukciju meklējumi notiek ļoti intensīvi, taču nereti bez pienācīgas kvalificētu inženieru vai biomehānikas speciālistu piedalīšanās. Galu galā ieteikto naglu, siju, kronšteinu un stieņu ir tik daudz (nevis desmitos, bet simtos), ka daudzi autori lieto un slavē tikai savus, kaut gan būtiskas priekšrocības ir tikai retajiem. Vēl šodienas ķirurģiskajā un traumatoloģijas klīnikā nav ieviestas metodes, kā objektīvi novērtēt metāla fiksatora stiprību, lai izvēlētos atbilstošāko, vadoties pēc lūzuma veida, ķermeņa svara un lūzušā kaula stiprības, kuru arī mēs vēl lāgā neprotam novērtēt. Mēģinājumi izmantot ultraskaņu vai rentgenometriju apsīka un plašāku lietošanu nav guvuši daļēji attiecīgas aparatūras un speciālistu trūkuma dēļ.

Biomehāniķus interesē arī hronisko slodžu radītās traumas. Sportistiem plaši izplatīti dažādi cīpslu, saišu iekaisumi, sastiepumi, tā saucamo mikrotraumu un pārslodžu sekas. Smagākās beidzas ar cīpslu pārrāvumiem, no kuriem ir cietis un cietīs vēl dažs labs mūsu izcilais sportists. Bez dziļas bioloģisko materiālu (cīpsla arī ir materiāls) noguruma īpatnību izpēte nav iedomājams šo izplatīto traumas veidu kaut cik reāli apkarot. Bet sporta treneris un nereti arī sporta ārsts cenšas visām šīm parādībām atrast citus, tīri bioloģiskus izskaidrojumus, taču dabas likumus jau nevar noliegt, lai gan var censties tos ignorēt.

Biomehāniķus interesē arī, kā spēks un slodze sadalās pa locītavas virsmu, cik liela slodze gulstas uz dažādiem muskuļiem, cilvēkam ejot vai skrienot. Visi muskuļi organismā darbojas ar sviru palīdzību, ko veido kauli ar saviem izciļņiem. No vienas puses, te izmantojam dinamometriju — spēka mērīšanu un spēka līknes pierakstu — dinamogrāfiju. No otras puses, ar rentgenogrāfijas palīdzību mērām sviras pleca garumu, lai dabūtu galveno raksturlielumu — spēka momentu. Taču par šiem lielumiem šodien vēl pārāk maz interesējas ķirurgs un rentgenologs. Pat lielākajās rentgenoloģijas rokasgrāmatās nevar atrast paņēmienu aprakstu, kā noteikt muskuļa vilkmes sviras pleca garumu, lai dabūtu galveno raksturlielumu — spēka momentu. Taču par šiem lielumiem šodien vēl pārāk maz interesējas ķirurgs un rentgenologs. Pat lielākajās rentgenoloģijas rokasgrāmatās nevar atrast paņēmienu aprakstu, kā noteikt muskuļa vilkmes sviras pleca garumu. Maz raksta arī par locekļa mehāniskās ass nozīmi, kas patoloģijas gadījumos izraisa locītavu pārslodzi, artrozi un nepareizu kaulu augšanu ar sekojošiem locekļu izliekumiem. Daudzi no šiem biomehāniski svarīgajiem rādītājiem paliek neatšifrēti un nenovērtēti. Daļēji tas ir tādēļ, ka šodien rentgenologs un ķirurgs vēl vāji zina biomehāniku, pa daļai arī tāpēc, ka biomehāniskie pētījumi daudzās jo daudzās laboratorijās ir atrauti no klīnikas un prakses prasībām un vajadzībām. Daudzējādā ziņā turpinās abstrakto pētījumu posms, un acīmredzot praktisko secinājumu periods, kad biomehānikas likumības pratīs savā darbā izmantot ikviens ārsts, pieder vēl nākotnei. Pagaidām mums priekšā grūtu un ilgstošu meklējumu laiks, lai atrastu jaunas pētījumu metodes, jaunas likumsakarības sen pazīstamās lietās, jaunus ceļus un saites starp daudzām izpētītām nozarēm, starp zināmo un nezināmo.

H. Jansons,
medicīnas zinātņu kandidāts