運(yùn)動(dòng)學(xué)-02骨運(yùn)動(dòng)學(xué)方案

三個(gè)面三條軸屈曲、伸展、內(nèi)旋、外旋、外展、內(nèi)收、應(yīng)力應(yīng)變?nèi)渥儜?yīng)力松弛自由度運(yùn)動(dòng)連開(kāi)鏈運(yùn)動(dòng)閉鏈運(yùn)動(dòng)剛度強(qiáng)度復(fù)習(xí)

骨運(yùn)動(dòng)學(xué)

？？一、概述骨是體內(nèi)最硬的結(jié)構(gòu)，是體內(nèi)最具動(dòng)力和代謝活力的組織之一。并在整個(gè)生命過(guò)程中保持活躍性。具有豐富的血供和良好的自我修復(fù)能力，骨的性能和結(jié)構(gòu)隨力學(xué)環(huán)境的變化而變化。廢用（disuse）或者過(guò)度使用常會(huì)伴隨骨密度的改變；骨折愈合過(guò)程中和骨手術(shù)后骨形狀會(huì)發(fā)生顯著改變。骨就是這樣適應(yīng)力學(xué)環(huán)境的改變。（一）骨的功能骨骼系統(tǒng)的功能保護(hù)內(nèi)臟器官；提供運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的剛性支架和鏈接；肌肉附著點(diǎn)；參與肌肉活動(dòng)和身體運(yùn)動(dòng)。骨的獨(dú)特結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能是實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)的基礎(chǔ)。（二）骨的構(gòu)成細(xì)胞成骨細(xì)胞破骨細(xì)胞胞外基質(zhì)細(xì)胞外有機(jī)纖維基質(zhì)，占骨干重的25~30%。

膠原：膠原占細(xì)胞外有機(jī)基質(zhì)的約90%，

糖胺聚糖（GAGs）無(wú)機(jī)成分（骨的礦物質(zhì)）：主要由鈣和磷組成，占骨組織干重的60~70%；5~8%的水構(gòu)成骨無(wú)機(jī)質(zhì)內(nèi)嵌于交織排列的蛋白膠原纖維中，這些蛋白膠原即胞外基質(zhì)的纖維部分-有機(jī)基質(zhì)。膠原纖維（1型）具有韌性和柔軟性，因此可以抵抗拉伸，并且具有部分可延展性。包繞于礦化膠原纖維外的膠狀無(wú)定形基質(zhì)主要是蛋白多糖或者葡萄糖胺聚糖（GAGs），其主要存在形式是復(fù)雜的大分子蛋白聚糖（Pcs）。葡萄糖胺聚糖相當(dāng)于礦化膠原纖維層之間的粘合劑。二、骨的生物力學(xué)性能骨組織是一種雙相復(fù)合材料；一相為無(wú)機(jī)物，大量，堅(jiān)固，脆性；另一相為膠原和無(wú)定形基質(zhì)（氨基葡萄糖或稱(chēng)單板多糖），較弱但柔韌性強(qiáng)；在這類(lèi)材料中，當(dāng)堅(jiān)固的脆性材料嵌入另一種力度較弱但柔韌性強(qiáng)的材料中后，復(fù)合材料的性能比其中任何一種單純材料更加堅(jiān)韌（Bassett，1965）。（一）骨的強(qiáng)度與剛度從功能上來(lái)說(shuō)，骨最重要的力學(xué)性能是它的強(qiáng)度（strength）和剛度（stiffness）剛度：反應(yīng)物體抗變形的能力；強(qiáng)度：反應(yīng)物體抗破壞的能力；1.骨強(qiáng)度是指骨在承受載荷時(shí)所具有的足夠的抵抗破壞的能力，以致不發(fā)生破壞。反映結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的三個(gè)參數(shù)是：①結(jié)構(gòu)在破壞前所能承受的載荷；②結(jié)構(gòu)在破壞前所能承受的變形；③結(jié)構(gòu)在破壞前所能貯存的能量。2.骨的剛度是指骨具有足夠的抵抗變形的能力。在某種載荷作用下，骨雖不發(fā)生斷裂，但如果變形過(guò)大，往往會(huì)影響骨結(jié)構(gòu)與功能。骨結(jié)構(gòu)的剛度由彈性范圍內(nèi)的曲線(xiàn)斜率表示。3.影響骨強(qiáng)度與剛度的因素有：①壓應(yīng)力——肌收縮時(shí)所產(chǎn)生的壓應(yīng)力能防止拉伸骨折的發(fā)生；滑雪者向前摔倒時(shí)，小腿三頭肌的作用。髖關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，股骨頸收到的作用力。②骨的大小和形狀——骨的橫截面積的大小及骨組織在骨中軸周?chē)姆植?、形狀等均可影響骨?qiáng)度和剛度。如骨試件在壓縮時(shí)，橫截面積大和剛度也越大；破壞載荷及剛度的大小與橫截面積成正比。（一）骨的力學(xué)特征之一

——骨的應(yīng)力與應(yīng)變骨力學(xué)包含二個(gè)最基本的元素，即應(yīng)力和應(yīng)變

1.骨的應(yīng)力

結(jié)構(gòu)受到外來(lái)載荷時(shí)其表面單位面積所受到的力。常用單位：牛頓/平方厘米（N/cm2）。作用：應(yīng)力對(duì)骨的改變、生長(zhǎng)和吸收起著調(diào)節(jié)作用，應(yīng)力不足會(huì)使骨萎縮，應(yīng)力過(guò)大也會(huì)使骨萎縮。因此，對(duì)于骨來(lái)說(shuō)，存在一個(gè)最佳的應(yīng)力范圍。種類(lèi)：根據(jù)作用于骨的力不同，其內(nèi)部分別會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的應(yīng)力，如壓應(yīng)力、拉壓力等。載荷即為外力，是一物體對(duì)另一物體的作用；當(dāng)力和力矩以不同方式施加于骨時(shí)，骨將受到a.拉伸、b.壓縮、c.彎曲、d.剪切、e.扭轉(zhuǎn)和f.復(fù)合等載荷。骨受到的外力（載荷）分類(lèi)（1）壓縮載荷施加于骨組織表面的兩個(gè)沿軸線(xiàn)的大小相等、方向相對(duì)的載荷。該載荷在骨組織內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力和應(yīng)變；

（2）拉伸載荷在骨的兩端受到一對(duì)大小相等、方向相反沿軸線(xiàn)的力的作用。骨受力后，能夠?qū)е鹿趋纼?nèi)部產(chǎn)生拉應(yīng)力和應(yīng)變，使骨伸長(zhǎng)并同時(shí)變細(xì)。（3）彎曲載荷骨沿其軸線(xiàn)發(fā)生彎曲形變的載荷。特點(diǎn)：中性軸兩旁一側(cè)產(chǎn)生拉應(yīng)力和拉應(yīng)變，另一側(cè)則產(chǎn)生壓應(yīng)力和壓應(yīng)變，在中性軸上則沒(méi)有應(yīng)力和應(yīng)變。應(yīng)力的大小與至骨骼中性軸距離成正比，即距中性軸越遠(yuǎn)，其應(yīng)力就越大。

（4）剪切載荷

在骨的表面受到一對(duì)大小相等、方向相反且相距很近的力的作用。在骨內(nèi)部也會(huì)產(chǎn)生剪切應(yīng)力和應(yīng)變。（5）扭轉(zhuǎn)載荷加在骨上并使其沿軸線(xiàn)發(fā)生扭轉(zhuǎn)的載荷即為扭轉(zhuǎn)載荷。當(dāng)骨受到扭轉(zhuǎn)時(shí)，所產(chǎn)生的剪切應(yīng)力便分布在整個(gè)骨骼結(jié)構(gòu)中。在生理狀態(tài)下，扭轉(zhuǎn)載荷常見(jiàn)于前臂、脊柱的旋轉(zhuǎn)與骨關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)活動(dòng)中。（6）復(fù)合載荷人體在運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于骨的幾何結(jié)構(gòu)不規(guī)則，同時(shí)又受到多種不定的載荷，往往使骨處于兩種或多種載荷的狀態(tài)，即為復(fù)合載荷。跌倒后發(fā)生的橈骨遠(yuǎn)端骨折，便是既有剪切力又有壓縮力等多種力綜合作用的結(jié)果。2.應(yīng)變概念：骨的應(yīng)變是指骨在外力作用下的局部變形其大小等于骨受力后長(zhǎng)度的變化量與原長(zhǎng)度之比，即形變量與原尺度之比。一般以百分比來(lái)表示。由壓力、形變和樣本的大小計(jì)算出應(yīng)力和應(yīng)變的大小當(dāng)骨承受了很重的力并超出其耐受應(yīng)力與應(yīng)變的極限時(shí)，便可造成骨骼損傷甚至發(fā)生骨折。3.應(yīng)力--應(yīng)變曲線(xiàn)

表示應(yīng)力和應(yīng)變之間的關(guān)系；應(yīng)力-應(yīng)變曲線(xiàn)分成兩個(gè)區(qū)：彈性變形區(qū)和塑性變形區(qū)。在應(yīng)力較小時(shí)，應(yīng)力與應(yīng)變成線(xiàn)性關(guān)系，材料在此分為內(nèi)呈現(xiàn)彈性特征，這段曲線(xiàn)部分為彈性區(qū)。彈性區(qū)末端點(diǎn)或塑性區(qū)初始點(diǎn)稱(chēng)屈服點(diǎn)。該點(diǎn)對(duì)應(yīng)的應(yīng)力是材料只產(chǎn)生彈性形變的最大應(yīng)力，稱(chēng)為彈性極限。塑性區(qū)：屈服點(diǎn)以后的非線(xiàn)性曲線(xiàn)部分稱(chēng)為塑性區(qū)。進(jìn)一步加載負(fù)荷，材料將出現(xiàn)永久變形，這個(gè)特征稱(chēng)為塑性。此時(shí)材料已出現(xiàn)結(jié)構(gòu)的損壞和永久變形；當(dāng)載荷超過(guò)彈性極限后，骨發(fā)生斷裂即骨折在應(yīng)力-應(yīng)變曲線(xiàn)彈性區(qū)的斜率叫彈性模量或楊氏模量(Young‘sModules)，表示材料抗形變的能力。一般而言，彈性模量（直線(xiàn)的斜率）是一個(gè)常數(shù)。彈性模量越大，產(chǎn)生一定應(yīng)變所需的應(yīng)力越大4.骨應(yīng)變能量概念：達(dá)到極限負(fù)荷時(shí)的應(yīng)力－應(yīng)變曲線(xiàn)下面的面積表示導(dǎo)致骨折所需要的能量。一般骨的生理負(fù)荷使骨產(chǎn)生彈性變形，是彈性區(qū)內(nèi)骨所能承受應(yīng)力的大小。當(dāng)外力去除后，彈性區(qū)內(nèi)的能量能同時(shí)被骨釋放，使骨恢復(fù)原狀。但當(dāng)骨不斷受到外力重復(fù)作用時(shí)，其應(yīng)變能量不能被及時(shí)完全釋放，經(jīng)積累后可能會(huì)損壞材料的結(jié)構(gòu)，臨床上則表現(xiàn)為疲勞性骨折。5.骨的基本變形

骨的變形與載荷的形式、大小，作用時(shí)間相關(guān)。根據(jù)骨骼受載形式及受載后的變形形式，一般可將其變形分為拉伸、壓縮、剪切、彎曲和扭轉(zhuǎn)等五種基本變形。（1）載荷形式與變形一般而言，骨承受壓力負(fù)荷的能力最大，其次是拉力、剪切力和扭轉(zhuǎn)力；骨松質(zhì)強(qiáng)度低于骨密質(zhì)（2）力和變形之間的關(guān)系1）在中等量負(fù)荷時(shí)，負(fù)荷骨會(huì)出現(xiàn)變形，當(dāng)負(fù)荷去除時(shí)，骨的原有形狀和幾何學(xué)結(jié)構(gòu)便恢復(fù)。2）如果骨骼系統(tǒng)遭受?chē)?yán)重創(chuàng)傷，超過(guò)了其所能承受的負(fù)荷，則會(huì)引起嚴(yán)重變形，并可能發(fā)生骨斷裂。3）長(zhǎng)時(shí)間載荷作用與形變

——骨的蠕變骨受到長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)低載荷作用后，其組織會(huì)產(chǎn)生緩慢變形稱(chēng)蠕變；在加載后的最初數(shù)小時(shí)（6～8小時(shí)），其蠕變現(xiàn)象最顯著，隨后蠕變的速率則會(huì)降低。蠕變的意義蠕變可以致病頸椎病、腰椎病、及部分畸形；蠕變可以治病畸形矯正；小結(jié)：骨的變形骨的變形與載荷的形式、大小，作用時(shí)間相關(guān)。一般而言，骨承受壓縮負(fù)荷時(shí)變形最??；其次是拉伸、剪切和扭轉(zhuǎn)；在中等量負(fù)荷時(shí)，負(fù)荷骨會(huì)出現(xiàn)變形，當(dāng)負(fù)荷去除時(shí)，骨的原有形狀和幾何學(xué)結(jié)構(gòu)便恢復(fù)；骨骼系統(tǒng)遭受?chē)?yán)重創(chuàng)傷，則會(huì)引起嚴(yán)重變形。骨受到長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)低載荷時(shí)則會(huì)產(chǎn)生蠕變。實(shí)驗(yàn)一：當(dāng)壓力垂直于骨干時(shí)結(jié)果：凹側(cè)壓縮部呈“—”，凸側(cè)牽張部呈“+”，結(jié)論：對(duì)骨予以橫向機(jī)械性應(yīng)力會(huì)產(chǎn)生瞬間發(fā)生電，凹側(cè)壓縮部呈“—”，凸側(cè)牽張部呈“+”。（二）骨的力學(xué)特征之二

——壓電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)二：當(dāng)壓力（或拉力）與骨軸方向一致時(shí)—結(jié)果：骨的近端呈“—”

，遠(yuǎn)端呈“+”結(jié)論：對(duì)骨予以縱向機(jī)械性應(yīng)力會(huì)產(chǎn)生瞬間發(fā)生電，骨近端呈“—”，骨遠(yuǎn)端呈“+”

。

（二）骨的力學(xué)特征之二

——壓電效應(yīng)結(jié)論：對(duì)骨予以適當(dāng)?shù)臋C(jī)械性應(yīng)力會(huì)產(chǎn)生瞬間發(fā)生電，骨受到橫向的應(yīng)力，在骨的壓縮部（凹側(cè)）呈“—”，牽張部（凸側(cè)）呈“+”；骨受到縱向機(jī)械性應(yīng)力，在骨的近端呈“—”，骨遠(yuǎn)端呈“+”

。應(yīng)力：身體重力、肌肉拉力等。（二）骨的力學(xué)特征之二

——壓電效應(yīng)（二）骨的力學(xué)特征之二

——壓電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)三：臨床現(xiàn)象壓縮部有骨形成，牽張部有骨吸收。在骨的自我矯正中，凸出部的骨被吸收；凹陷部可形成骨。電與骨的形成于吸收有什么關(guān)系？（二）骨的力學(xué)特征之二

——壓電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)四骨的逆壓電效應(yīng)：當(dāng)骨上施加電場(chǎng)時(shí)，骨上產(chǎn)生應(yīng)力或應(yīng)變。

實(shí)驗(yàn)五骨的熱電效應(yīng)，即試件加熱產(chǎn)生熱膨脹，從而引起彈性變形，產(chǎn)生壓電效應(yīng)，出現(xiàn)激化電荷。故熱電效應(yīng)是壓電效應(yīng)的次級(jí)效應(yīng)。實(shí)驗(yàn)六骨的恒定電位：長(zhǎng)管狀骨表面正常情下存在一個(gè)電位。干骺端是負(fù)電位，骨骺相對(duì)于干骺端為正電位，骨干為正電位或零電位。代謝越活躍的部位，電位越負(fù)。

（二）骨的力學(xué)特征之二

——壓電效應(yīng)（二）骨的力學(xué)特征之二

——壓電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)七骨折后整個(gè)骨的電位立即變?yōu)樨?fù)電位，干骺端負(fù)電位變得更負(fù)，骨折端電位變負(fù)且值可大于骨骺端。骨折愈合后，電位恢復(fù)正常代謝越活躍的部位，電位越負(fù)。（二）骨的力學(xué)特征之二

——壓電效應(yīng)結(jié)論：電刺激可以進(jìn)行骨的形成與吸收，“+”（陽(yáng)極）側(cè)產(chǎn)生骨吸收，“－”側(cè)產(chǎn)生骨形成。可將通電應(yīng)用于骨折治療中。小結(jié)：壓電效應(yīng)1.骨的恒定電位：長(zhǎng)管狀骨表面正常情下存在一個(gè)電位。干骺端是負(fù)電位，骨干為正電位或零電位；2.骨折后整個(gè)骨的電位立即變?yōu)樨?fù)電位，干骺端負(fù)電位變得更負(fù)，骨折端電位變負(fù)且值可大于骨骺端。骨折愈合后，電位恢復(fù)正常；3.對(duì)骨予以機(jī)械性沖擊會(huì)產(chǎn)生瞬間發(fā)生電，凹側(cè)壓縮部呈“-”，凸側(cè)牽張部呈“+”，同時(shí)壓縮部有骨形成，牽張部有骨吸收。4.逆壓電效應(yīng)：當(dāng)骨上施加電場(chǎng)時(shí)，骨產(chǎn)生應(yīng)力、應(yīng)變。5.同時(shí)伴有骨的熱電效應(yīng)。骨折電療的基礎(chǔ)骨折運(yùn)動(dòng)治療的基礎(chǔ)1812年紐約一家醫(yī)院第一個(gè)用電刺激治療骨折不愈獲得成功；1820年Mott用電刺激治療脛骨不愈合成功；1850年Lente、1852年Elglang、1855年Duchen、1860年Boto先后報(bào)道過(guò)電刺激治療骨折不愈合的病例。壓電效應(yīng)的臨床應(yīng)用史壓電性機(jī)制：骨中的膠原纖維是以氫鍵或交叉偶聯(lián)的形式存在的，并且整齊的排列成非對(duì)稱(chēng)的形式，當(dāng)受到壓拉應(yīng)力后，使膠原纖維發(fā)生位移而帶電，產(chǎn)生壓電效應(yīng)。半導(dǎo)體機(jī)制：Becker認(rèn)為骨組織是由膠原纖維和羥基磷灰石組成，膠原纖維是帶負(fù)電的N型半導(dǎo)體，磷灰石是帶正電的P型半導(dǎo)體，他們形成PN結(jié)，此PN結(jié)對(duì)壓力非常敏感，當(dāng)受到壓力后就會(huì)有電位產(chǎn)生而出現(xiàn)壓電效應(yīng)。壓電效應(yīng)產(chǎn)生機(jī)制電刺激骨愈合技術(shù)插入電極成骨電磁場(chǎng)成骨電場(chǎng)成骨（三）骨的力學(xué)特征之三

——（Wolf定律）骨的重建Wolf定律：骨能夠隨著應(yīng)力作用水平的變化而獲得或丟失松質(zhì)骨或皮質(zhì)骨的現(xiàn)象稱(chēng)之為Wolf定律。機(jī)械應(yīng)力包括：骨骼肌活動(dòng)，身體重力等；骨量和身體的重力呈正比關(guān)系。身體越重，對(duì)應(yīng)的骨量就越多；身體長(zhǎng)期處于失重狀態(tài)下，承重骨發(fā)生骨量丟失臥床休息一周丟失約1%的骨量。部分或完全制動(dòng)，導(dǎo)致骨膜和骨膜下骨吸收以及骨力學(xué)性能下降（強(qiáng)度和剛度）。骨折后內(nèi)固定：在骨折愈合后也會(huì)骨量丟失，致骨的強(qiáng)度和剛度下降。（四）骨的力學(xué)特征之四

——應(yīng)力集中應(yīng)力集中：由于截面積改變而引起應(yīng)力局部增大的現(xiàn)象稱(chēng)為應(yīng)力集中四、骨的力學(xué)特征之四

——應(yīng)力集中臨床意義骨科中應(yīng)力集中的現(xiàn)象骨折內(nèi)固定時(shí)的鉆孔手術(shù)；骨骼小缺損都可出現(xiàn)應(yīng)力集中；骨質(zhì)疏松患者骨折，使用骨水泥固定；這種應(yīng)力集中使骨強(qiáng)度減弱，在扭轉(zhuǎn)載荷時(shí)特別明顯，可以使其降低60%；康復(fù)時(shí)，要注意應(yīng)力集中現(xiàn)象，防止二次骨折。（五）骨的力學(xué)特征之五

——其他特點(diǎn)1.骨的各向異性及解剖部位的差異骨密質(zhì)與骨松質(zhì)均為各向異性，由于骨骼結(jié)構(gòu)在橫向與縱向上是不同的，故骨骼強(qiáng)度隨載荷的方向而異；最常見(jiàn)的載荷方向上，骨骼的強(qiáng)度和剛度最大；局部解剖位置不同其力學(xué)性質(zhì)也存在差異。

（1）各向異性骨的結(jié)構(gòu)為中間多孔介質(zhì)的各向異性體，其不同方向的力學(xué)性質(zhì)不同，即各向異性。2.彈性和堅(jiān)固性骨的有機(jī)成分組成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，使骨具有彈性，并具有抗張能力。骨的無(wú)機(jī)物填充在有機(jī)物的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中，使骨具有堅(jiān)固性，具有抗壓能力。

3.抗壓力強(qiáng)、抗張力差骨對(duì)縱向壓縮的抵抗最強(qiáng)，即在壓力情況下不易損壞，在張力情況下易損壞。

4.耐沖擊力和持續(xù)力差骨對(duì)沖擊力的抵抗比較小。同其他材料相比，其持續(xù)性能、耐疲勞性能較差。5.應(yīng)力強(qiáng)度的方向性皮質(zhì)骨與松質(zhì)骨的結(jié)構(gòu)不同，承受的力量及兩者的剛度也不同。皮質(zhì)骨的剛度比松質(zhì)骨大，變形程度則較之要小。兩者的各向異性對(duì)應(yīng)力的反應(yīng)在不同方向各不相同。（六）骨生物力學(xué)的常用指標(biāo)骨的材料特性：常用的指標(biāo)有最大載荷、彈性載荷、最大撓度和彈性撓度。骨的結(jié)構(gòu)特性：常用的指標(biāo)有最大應(yīng)力、彈性應(yīng)力、最大應(yīng)變彈性應(yīng)變。（七）骨的功能適應(yīng)性1.骨形態(tài)結(jié)構(gòu)的功能適應(yīng)性骨是有生命的材料。隨著它受到的應(yīng)力和應(yīng)變情況，通過(guò)自身修復(fù)來(lái)改變其性質(zhì)和外形，實(shí)現(xiàn)外表的再造。2.骨組織結(jié)構(gòu)的功能適應(yīng)性骨骼組織為了適應(yīng)各種力學(xué)功能的需要，不僅在形態(tài)結(jié)構(gòu)作了最佳搭配，而且對(duì)自身的組織結(jié)構(gòu)也進(jìn)行了優(yōu)化組合。體內(nèi)骨組織的形成、發(fā)展方式與其所受的應(yīng)力有關(guān)。骨組織能用最少的骨量來(lái)滿(mǎn)足運(yùn)動(dòng)所需的骨強(qiáng)度。3.骨塑形、重建和年齡相關(guān)性骨塑形系指改變骨的形狀，骨重建則是骨轉(zhuǎn)換的一種特殊形式。在生長(zhǎng)期幾乎所有的骨面都在進(jìn)行骨吸收和骨形成，以適應(yīng)骨長(zhǎng)長(zhǎng)和長(zhǎng)粗的需要。當(dāng)骨生長(zhǎng)結(jié)束后，骨的形成與吸收仍在進(jìn)行，為骨重建。30～40歲后，骨形成的速率慢于骨形成，最終的結(jié)果是骨量隨年齡的增加而降低，骨脆性增加。三、骨折的生物力學(xué)骨的完整性或連續(xù)性中斷時(shí)稱(chēng)骨折。其常見(jiàn)原因有直接暴力、間接暴力、肌拉力、積累勞損及骨骼疾病。骨折往往與骨所受的拉伸、擠壓、彎曲等載荷密切相關(guān)。(一)骨的受載形式與骨折類(lèi)型的關(guān)系常見(jiàn)的骨折類(lèi)型與骨所受載荷的形式有關(guān)，一般包括有：拉伸、壓縮、彎曲、旋轉(zhuǎn)和壓力聯(lián)合彎曲；5種基本形式所致的骨折。

（二）骨折的生物力學(xué)原理1.骨受拉伸載荷所致的骨折其斷裂的機(jī)理主要為骨組織結(jié)合線(xiàn)的分離和骨單位的脫離。臨床上，拉伸載荷所致的骨折常見(jiàn)于骨松質(zhì)，表現(xiàn)形式多為撕裂性骨折。如跟腱附著點(diǎn)附近的跟骨骨折。2.骨受壓縮載荷所致的骨折其機(jī)制主要是骨單位的斜行破裂。如運(yùn)動(dòng)員在單杠失手或跳傘落地技術(shù)不正確時(shí)所導(dǎo)致的胸腰椎骨折，其原因大多是由高處落下臀部著地時(shí)受瞬間沖力引起。瞬間沖力沿縱向擠壓，產(chǎn)生椎體的壓縮骨折，椎體在高壓縮載荷下發(fā)生縮短且變寬3.骨受剪切載荷所致的骨折當(dāng)一對(duì)相距很短、方向相反的力的作用于骨時(shí)往往會(huì)產(chǎn)生剪切骨折。其骨折通常見(jiàn)于骨松質(zhì)，如股骨髁和脛骨平臺(tái)骨折。4.骨受彎曲載荷所致的骨折當(dāng)骨骼的彎曲載荷承受極限超出外力的突然襲擊時(shí)，造成拉應(yīng)力大于壓應(yīng)力，發(fā)生骨組織的彎曲斷裂。5.骨受復(fù)合載荷所致的骨折骨受到多種不定的載荷的作用而致的骨折。臨床所見(jiàn)骨折的形式也較為復(fù)雜。如臨床上所見(jiàn)的嵌插型、長(zhǎng)斜形、短斜形、螺旋形、粉碎形等骨折，都屬于復(fù)合載荷狀態(tài)下所導(dǎo)致的骨折類(lèi)型。6.骨松質(zhì)的微細(xì)骨折顯微鏡下所能看到的骨小梁裂損稱(chēng)為骨松質(zhì)微細(xì)骨折。微細(xì)骨折可以是正常生理活動(dòng)的結(jié)果，在正常生理情況下，骨松質(zhì)具有修復(fù)微細(xì)骨折的能力。當(dāng)微細(xì)骨折的程度超出生理水平，就會(huì)產(chǎn)生病理結(jié)果，使骨折的危險(xiǎn)性增加。7.疲勞性骨折概念：指骨長(zhǎng)期承受反復(fù)負(fù)荷(如長(zhǎng)時(shí)間的行軍、鍛煉)后發(fā)生微損傷而逐漸形成的骨折。它是由于損傷的不斷積聚，超過(guò)機(jī)體的修復(fù)能力，繼而產(chǎn)生疲勞性骨折或應(yīng)力性骨折。特點(diǎn)：骨折和修復(fù)同時(shí)進(jìn)行。（1）疲勞性骨折的好發(fā)部位最常發(fā)生在下肢骨，其次是上肢骨和軀干骨。下肢骨骨折可發(fā)生在股骨、髕骨、腓骨、脛骨、內(nèi)踝、距骨、跖骨、跟骨等處，其中，以脛骨、腓骨和跖骨更多見(jiàn)。（2）疲勞性骨折的生物力學(xué)原理有關(guān)疲勞性骨折的發(fā)生原因，概括起來(lái)有以下幾種觀點(diǎn)：其一，肌疲勞是導(dǎo)致疲勞性骨折發(fā)生的一個(gè)重要原因其二，肌牽拉是導(dǎo)致疲勞性骨折另一原因。其三，骨鈣質(zhì)減少。其他，維生素、酸中毒以及生物電現(xiàn)象等均可能與疲勞性骨折有關(guān)。（3）應(yīng)力性骨折（疲勞性骨折）的預(yù)防主要預(yù)防原則如下：①避免長(zhǎng)時(shí)間高頻率的單一負(fù)重的跑跳訓(xùn)練。②正確選擇運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地。過(guò)硬的運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地，往往是應(yīng)力性骨折的重要誘發(fā)因素。③充分的準(zhǔn)備活動(dòng)。使肌、肌腱得到舒張、伸展，提高其柔韌性和抗疲勞的能力。④早期發(fā)現(xiàn)，早期處理。早期發(fā)現(xiàn)，早期處理可以有效地預(yù)防應(yīng)力性骨折的發(fā)生。⑤飲食調(diào)節(jié)增加膳食中鈣及蛋白質(zhì)等的攝人量。四、骨質(zhì)疏松癥與運(yùn)動(dòng)防治（一）定義：骨質(zhì)疏松癥是以骨量減少、骨組織顯微結(jié)構(gòu)退化為特征，以致骨的脆性增高而使骨折危險(xiǎn)性增加的一種全身骨代謝障礙性疾病。(二)特點(diǎn)1.骨量減少：是指骨礦物質(zhì)和骨基質(zhì)等比例的減少。2.骨微結(jié)構(gòu)退變：表現(xiàn)為骨松質(zhì)結(jié)構(gòu)破壞、骨小梁變細(xì)和斷裂、骨皮質(zhì)變薄等。3.骨強(qiáng)度下降。（三）分類(lèi)根據(jù)疾病發(fā)生的原因可將骨質(zhì)疏松分為三大類(lèi)：1.原發(fā)性骨質(zhì)疏松：包括I型骨質(zhì)疏松癥：女性絕經(jīng)后雌激素水平降低所致。Ⅱ型骨質(zhì)疏松癥：一般發(fā)生在60歲以上老年人，與增齡有關(guān)。2.繼發(fā)性骨質(zhì)疏松癥：常繼發(fā)于內(nèi)分泌性疾?。还撬柙錾约膊〉绕渌膊?。3.特發(fā)性骨質(zhì)疏松癥多見(jiàn)于8～14歲的青少年或成年，多半有遺傳家族史，女性多于男性。（四）臨床表現(xiàn)1.腰背部疼痛骨質(zhì)疏松癥最常見(jiàn)的癥狀，以腰背痛多見(jiàn)。2.身高縮短或駝背畸形骨質(zhì)疏松癥的主要臨床表現(xiàn)。3.骨折骨質(zhì)疏松癥常見(jiàn)的并發(fā)癥，往往在輕微的活動(dòng)中，就可發(fā)生骨折。骨折最常發(fā)生于腰椎、腕部和髖部。（五）診斷尚無(wú)完全統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。可以結(jié)合多種方法進(jìn)行。1.診斷原則以骨密度減少為基本依據(jù)，并參考病史、生化指標(biāo)和骨折進(jìn)行綜合考慮。2.診斷標(biāo)準(zhǔn)我國(guó)現(xiàn)試行的骨質(zhì)疏松癥診斷標(biāo)準(zhǔn)以骨密度儀所檢測(cè)的骨密度值為主要依據(jù)，同時(shí)參考世界衛(wèi)生組織(WHO)的標(biāo)準(zhǔn)，并結(jié)合我國(guó)種族、性別、地區(qū)的峰骨量制訂的。（六）治療1.治療目的：是阻止病變發(fā)展，增加骨質(zhì)量，減少骨折發(fā)生率，緩解骨痛，改善功能，提高生活質(zhì)量。2.治療對(duì)象：絕經(jīng)期骨量快速丟失，骨密度測(cè)定，低于峰值骨量2～2.5SD；骨密度降至骨折閾值；已有脆性骨折；長(zhǎng)期服用或注射導(dǎo)致骨量丟失的藥