9/11/14  

1  

Locomo*on,    the  knee  and  the  hip  

Illustra(ve  exercises  for  the  lectures  

9/11/14  

2  

Li6erature  

•  Biomechanics  of  the  Knee,  chapter  7  •  Biomechanics  of  the  Hip,  chapter  8    

Classifica*on  of  joints  

!

Hinge  joint/    Gångjärnsled                        e.g.  finger  and  toe  joints  

!

Pivot  or  trochoid  joint/  Vrid-­‐  eller  rota3onsled          e.g.  proximal  radio-­‐ulnar  joint  

1-­‐dimensional  

9/11/14  

3  

2-­‐dimensional  

!!

Ellipsoid  joint/  äggled  e.g.  the  wrist    

!

Saddle  joint/  sadelled  e.g.  the  base  joint  of  the  thumb        

!

Extension                    Flexion  

Locking  joint/    Spriralled  e.g.  the  knee  and  elbow  joints    

3-­‐dimensional    

!

Ball  and  socket  joint/    Kulled      e.g.  hip  and  shoulder  joints    

lateral  ligament  

9/11/14  

4  

Mechanics  of  the  knee    

!

Anterior  view  without  the  patella  

9/11/14  

5  

Muscles  around  the  knee  

Anterior  view   Posterior  view  

Degrees  of  mo*on  in  the  knee    Proximal-­‐distal  transla*on  internal/external  rota*on  

Adduc*on-­‐abduc*on  rota*on  

9/11/14  

6  

Ligaments  and  menisci  

Range  of  *biofemoral  joint  mo*on  

Extension  to  flexion  while:    -­‐      walking                                          0-­‐67o  -­‐        climbing  stairs                  0-­‐83o    

-­‐  descending  stairs        0-­‐90o  -­‐  siXng  down                          0-­‐93o  

-­‐  tying  a  shoe                          0-­‐106o  -­‐  liZing  an  object            0-­‐117o    

9/11/14  

7  

Sta*c  analysis  of  stair  climbing    p.193,  box  7.1  

!

Known:    •  Body  weight  W  •  contact  point    foot-­‐step  •  direc(on  of  the  force  in  the  

patellar  tendon,  P  •  contact  point  in  the  femur-­‐

(bia  joint        Derive:  •  magnitude  of  the  force  P  in  

the  patellar  tendon  •  magnitude  and  direc(on  of  

the  contact  force  in  the    femur-­‐(bia  joint    

 

Illustra*on  of  knee  mo*on  

•  Mo*on  in  the  knee  joint:  h6p://www.youtube.com/watch?v=H3YgbJLbIXk&feature=related  

9/11/14  

8  

Mechanics  of  the  hip  

!

Muscles  around  the  hip  

Abductor  muscles  Adductor  muscles  

9/11/14  

9  

Movements  of  the  hip  joint  

!

1.  Acetabulum  (ledpanna)  2.  Gluteus  medius    3.  Caput  femoris  (ledhuvud)  4.  Collum  femoris  (lårbenshals)  5.  Corpus  femoris    6.  Labrum    

ilium  

Iliac  crest  (hö>benskam)  

sacrum  

coccyx  

Ischium  (siAben)  

Trocanter  major  

h6p://www.youtube.com/watch?v=qlCvKEOZtpo    (nice  illustra*ons  of  the  mo*on  in  the  hip)  

9/11/14  

10  

Neck-­‐shaZ  angle  

Arthrosis    

9/11/14  

11  

Sta(c  analysis  of  the  forces  in  the  hip  during  single-­‐leg  stance  

   

!

Known:    •  mass  of  one  leg  is  1/6  of  the  

total  body  mass  •  the  line  of  ac*on  and  point  of  

applica*on  for  the  abductor  muscle  force,  M  

•  contact  point  in  the  hip,  i.e.  the  point  where  the  joint  reac*on  force  J  is  applied