運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)生物力學(xué)

第二章運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的生物力學(xué)特性教學(xué)目標(biāo)1、了解運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的生物力學(xué)特性

2、掌握骨組織的生物力學(xué)性質(zhì)第一章運(yùn)動(dòng)中的生物力學(xué)問(wèn)題力(force)是一種作用，它能改變受力物體的靜止或運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。它無(wú)處不在，沒(méi)有力就沒(méi)有世界，例如太陽(yáng)的引力，地球的重力，水的浮力和壓力等等。對(duì)力進(jìn)行廣泛綜合研究的學(xué)科稱為力學(xué)(mechanics)。當(dāng)力作用于人體和其他生物體上并加以研究的學(xué)科，則稱之為生物力學(xué)在康復(fù)治療中常以運(yùn)動(dòng)治療作為主要方法。決定其有效性的主要因素是骨骼系統(tǒng)對(duì)力的耐受性及其活動(dòng)性，也即肌肉收縮所產(chǎn)生的力，驅(qū)動(dòng)骨骼圍繞關(guān)節(jié)進(jìn)行活動(dòng)，并通過(guò)活動(dòng)達(dá)到增強(qiáng)肌力，改善關(guān)節(jié)活動(dòng)狀況，提高心、肺代謝等功能，促進(jìn)神經(jīng)功能恢復(fù)等效果。因此，正確認(rèn)識(shí)運(yùn)動(dòng)器官各部分的力學(xué)特性及其與運(yùn)動(dòng)之間的相互關(guān)系極為重要，而運(yùn)用運(yùn)動(dòng)療法對(duì)軀體進(jìn)行功能訓(xùn)練，則更需要生物力學(xué)理論為指導(dǎo)。作用于人體的力人體經(jīng)常受外力和內(nèi)力這兩大類力的影響：1．外力是指外界環(huán)境作用于人體的力。(重力、支撐反作用力、摩擦力、流體作用力等)各種外力經(jīng)常被用來(lái)作為運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的負(fù)荷，這種負(fù)荷要求肢體運(yùn)動(dòng)的方向和力量與之適應(yīng)，從而選擇投入工作的肌群及其收縮強(qiáng)度，這是肌力訓(xùn)練的方法學(xué)基礎(chǔ)。

2．內(nèi)力是指人體內(nèi)部各組織器官間相互作用的力，

(1)肌肉收縮時(shí)產(chǎn)生的力(2)各組織器官間的被動(dòng)阻力(3)各內(nèi)臟器官的摩擦力(4)內(nèi)臟器官和固定裝置間的阻力(5)血液淋巴液在管道內(nèi)流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的流體阻力各種內(nèi)力總是相互適應(yīng)，以維持最佳活動(dòng)，例如為克服重力對(duì)血液流動(dòng)的影響，有時(shí)需要肌肉收縮來(lái)幫助血流循環(huán)。骨組織的生物力學(xué)骨骼系統(tǒng)的作用是保護(hù)內(nèi)臟器官并為肌肉提供堅(jiān)強(qiáng)的動(dòng)力聯(lián)系和附著點(diǎn)，以利于肌肉收縮和身體運(yùn)動(dòng)。骨具有實(shí)現(xiàn)該目的所需的力學(xué)性能。除此之外，骨具有自我修復(fù)的能力，并能根據(jù)力學(xué)的需要改變其性能和外形。在持久運(yùn)動(dòng)后其承受最大應(yīng)力的骨骼可以產(chǎn)生相應(yīng)的改變，可見(jiàn)到骨皮質(zhì)增厚，骨密度增加，甚至可以見(jiàn)到骨粗隆增大；而在肢體廢用后則可以見(jiàn)到相反的改變。在骨折愈合的過(guò)程中和進(jìn)行某些手術(shù)后，可發(fā)現(xiàn)骨形狀的改變。這些都說(shuō)明骨對(duì)其承受的力具有一定的適應(yīng)能力。骨的力學(xué)性質(zhì)強(qiáng)度和剛度是骨的重要力學(xué)性質(zhì)強(qiáng)度是材料承受負(fù)荷時(shí)抵抗破壞的能力，用極限應(yīng)力表示。剛度是材料在受載時(shí)抵抗變形的能力。經(jīng)典假想圖載荷人體在日常生活和體育運(yùn)動(dòng)中時(shí)刻受到外力的作用，包括載荷和約束力，載荷就是人體所受外力的一種。載荷可分為：拉伸、壓縮、彎曲、剪切、扭轉(zhuǎn)和復(fù)合載荷（下圖）。載荷預(yù)的幾豈種形祝式骨承卵受不殖同載蛾荷的置能力肌肉仁活動(dòng)君對(duì)骨讓?xiě)?yīng)力聯(lián)的影憤響應(yīng)力芳-應(yīng)踩變當(dāng)材久料在本外力鐵作用展下不爹能產(chǎn)晝生位春移時(shí)利，它惰的幾灶何形斃狀和翅尺寸懲將發(fā)孤生變揪化，慕這種戰(zhàn)形變策就稱礎(chǔ)為應(yīng)刻變（外力）。沃材料就發(fā)生恥形變像時(shí)內(nèi)淡部產(chǎn)另生了拉大小疲相等倘但方挎向相鞋反的涼反作澡用力娃抵抗若外力外．把衰分布偶內(nèi)力愁在一奶點(diǎn)的漠集度證稱為裂應(yīng)力假（內(nèi)部伙抵抗揮力）應(yīng)變鹽與變圖形重心質(zhì)和重甜量應(yīng)力枝骨折否疲筒勞骨棟折應(yīng)力朗性骨屢折病首因探切究又稱炎疲勞遵性骨穗折或同積累比性勞建損，橋是一境種過(guò)算度使輛用造冠成的懂骨骼架損傷悼，當(dāng)秀肌肉廣過(guò)度男使用刺疲勞以后，盈不能如及時(shí)卸吸收喚反復(fù)蘿碰撞蘿所產(chǎn)目生的廊震動(dòng)不，將代應(yīng)力束傳導(dǎo)酒至骨纏骼，梳這樣膠長(zhǎng)期攝、反槐復(fù)、打輕微篇的直餓接或姑間接蜜損傷刑可引歌起特饅定部獲位小最的骨夫裂或晶骨折墓。多市發(fā)生潮于身井體承鴉重部奪位，印如小蔽腿脛釣腓骨譯和足藥部(櫻跟骨教、足綁舟骨脾、跖菊骨)勻。易槳患人卵群為蜘足部煎承重飾較多撐的運(yùn)灶動(dòng)員啦，如皺籃球稱、足電球、載網(wǎng)球懇運(yùn)動(dòng)出員，韻以及巴田徑熔、體全操運(yùn)辮動(dòng)員役和芭貍蕾舞拴演員駱及軍渾人的熄超負(fù)侮荷大越強(qiáng)度脈訓(xùn)練應(yīng)力車性骨被折病惜因探譯究應(yīng)力捆性骨鈔折是侄骨的另機(jī)械烏強(qiáng)度今崩潰訂所產(chǎn)廉生的柄骨折耽，產(chǎn)租生崩息潰的捧因素缺有：捎1成、持產(chǎn)續(xù)、右長(zhǎng)期蔽或反需復(fù)的捕應(yīng)力聯(lián)作用安于受化力的幻玉骨膚2、犧骨本漆身的暖強(qiáng)度慮。常躺見(jiàn)于殲足部居的應(yīng)潑力骨迷折是座第二選跖骨桃、跟磨骨、臭距骨夢(mèng)、腓炊骨、奪舟狀拆骨存趣在解師剖學(xué)多缺陷絹。小腳兒以者跟骨博為多宏見(jiàn)，兵距、墳腓骨迎則在最成人詞與小茄兒均?？僧a(chǎn)襪生。春第二矛跖骨井則以勤運(yùn)動(dòng)透員，僑新兵觀訓(xùn)練肚期尤只其是腐女性瓶新兵較(約乎占新啟兵的芬25全%)剖為多碗見(jiàn)。用疲勞需骨折擾的外裹傷史找可模姻糊不裝清。陵在活燃動(dòng)后紅出現(xiàn)夾疼痛貓，休事息后件即緩絕解。武病骨興受應(yīng)恭力后采即有狀痛。啦檢查捆見(jiàn)局漂部腫慎脹、較壓痛紫。早娛期X壯線片防見(jiàn)骨篇折線蹦不清訊，后舌期才參見(jiàn)清來(lái)晰的蘭骨折標(biāo)線，俊并有慎骨痂輕形成互。經(jīng)典睜的應(yīng)扔力-滴應(yīng)變結(jié)曲線塑性原變形芬與屈免服塑性婆變形挺（P驕la闊st魄ic緩D鑰ef織or帆ma蒙ti返on洞）的膝定義孕是物茶質(zhì)-蒜包括禮流體估及固戒體在熊一定襪的條斃件下團(tuán)，在嚴(yán)外力賭的作晃用下刪產(chǎn)生設(shè)形變?yōu)I，當(dāng)茅施加崇的外露力撤糟除或田消失非后該億物體圖不能恩恢復(fù)古原狀什的一它種物晴理現(xiàn)圾象。當(dāng)應(yīng)銳力達(dá)坐到一雞定值眨時(shí)，趣應(yīng)力宇雖不矩增加泊（或唐者在來(lái)小范雞圍內(nèi)膝波動(dòng)育），計(jì)而變益形卻球急劇援增長(zhǎng)擔(dān)的現(xiàn)槽象，半稱為螞屈服湯現(xiàn)象易。災(zāi)即，原材料焰受外某力到頂一定振限度猛時(shí)，歪即使鍛不增薦加負(fù)野荷它比仍繼罷續(xù)發(fā)全生明六顯的節(jié)塑性簽變形章。這萄種現(xiàn)臨象叫豪屈服抓。（原壓斷中駱駝片脊梁暮的最度后一漆根稻犁草）塑性置變形永久輪性變帖形：（均洪勻）月塑性逝變形序階段不均密勻塑委性變佳形階閘段（迷斷裂競(jìng)階段諒）彈性拾極限屈服鐘極限強(qiáng)度謎極限骨組歡織結(jié)算構(gòu)骨骼單是由骨密困質(zhì)和訓(xùn)骨松閉質(zhì)組成等。這提兩種東骨的賢類型仰可以野看作傾是孔墻隙率秒大范夏圍變盈化的恥一種獻(xiàn)材料船?？资南堵赎愔傅母欠亲拥V物算組織刺(非蹲骨組徹織)貓所占行骨容句積的漁比率鼻，以否百分墓比表科示。料骨密紙質(zhì)的以孔隙榆率為拋5％驅(qū)一3夾0％風(fēng)，而錢骨松時(shí)質(zhì)為敵30屈％～團(tuán)90方％。黃骨密炮質(zhì)較拐骨松餓質(zhì)堅(jiān)勵(lì)硬，英斷裂藏前能擺承受忌較大兄的應(yīng)宮力，屋而能長(zhǎng)承受纏的應(yīng)估變則定較小惹。在命體外文承受魔的應(yīng)翠變超足過(guò)原瘡長(zhǎng)2嚷％時(shí)劍，骨賊密質(zhì)會(huì)斷裂愁；而泳骨松培質(zhì)在象應(yīng)變捏超過(guò)吉7％繡時(shí)才昨斷裂頑。這姐是由社于骨虧松質(zhì)炸的多胞孔性雅結(jié)構(gòu)勺具有鏡較高勢(shì)的能冤量?jī)?chǔ)肝存量芳。骨悲密質(zhì)論和骨面松質(zhì)材均呈使各向因異性永(a掙ni及so擁tr權(quán)op膠y)后。各市向異挖性是笑指在昆不同額方向練受載呢顯示幫不同萌的力辮學(xué)性咬能。金由于閣骨的牲結(jié)構(gòu)先在橫勵(lì)向和穿縱向娛各不渡相同杰，因漂而骨令的強(qiáng)拋度也塊隨所促加載她荷的融不同振方向巨而異盈。運(yùn)動(dòng)宏系統(tǒng)作由骨銜、骨鎮(zhèn)連結(jié)詞和骨植胳肌蹦組成晃，全身既的骨忌通過(guò)燙骨連剪結(jié)構(gòu)店成骨飾胳。骨骼轎構(gòu)成預(yù)人體洪的支殖架，夕并賦懸予人問(wèn)體基岸本形像態(tài)，崖起著卻保護(hù)皇、支款持和語(yǔ)運(yùn)動(dòng)崖的作迅用。骨骼帖肌借恰肌鍵致附著胃于相爸鄰兩敘塊骨描的骨勻面上涂，收站縮時(shí)輔以骨饒連結(jié)響為支撲點(diǎn)，獻(xiàn)牽引億骨改刑變位種置，菜產(chǎn)生沃各種稀運(yùn)動(dòng)奮。在裕運(yùn)動(dòng)散過(guò)程日中，目骨是紀(jì)杠桿貿(mào)，骨愧連結(jié)植起樞罰紐作汽用，貧骨路暫肌則燥是運(yùn)纖動(dòng)的帖動(dòng)力辱器官灣。骨與奔骨連戲結(jié)一、逃概述（一刪）骨殘1挖.骨殃的分征類：肝長(zhǎng)骨父,短木骨,笨扁骨攀,不深規(guī)則探骨歪2.梳骨的棚構(gòu)造矩：骨匯膜(肉結(jié)締寧組織斧膜)掃；骨防質(zhì)(中骨密接質(zhì)，膠骨松撤質(zhì))族；骨騰髓.運(yùn)動(dòng)尸系統(tǒng)3骨箏的化鈔學(xué)成贊分和廢物理化特性（1蕉）化涂學(xué)成晚分：鳳有機(jī)檢物為悟膠原么纖維感和粘稀蛋白矮；無(wú)屬機(jī)物盆主要最是堿治性磷夜酸鈣何為主縮慧的鈣植鹽。（2面）物紐奉理特久性：份有很對(duì)大的泉硬度批和一束定的責(zé)彈性滑；可慰塑性輪強(qiáng)。（二拍）骨示連結(jié)1.貴直接璃骨連牲結(jié)：麗借結(jié)固締組塔織、勺軟骨聞或骨尊相連飲結(jié)，恩其間鍛無(wú)間彩隙活熟動(dòng)范臂圍小。纖眠維連么接；砍軟骨士結(jié)合貧；骨乘性結(jié)寺合。2.跪間接碑連結(jié)惱或關(guān)俱節(jié)：障借膜黨性囊們互相嚇連結(jié)媽，其慎間有評(píng)間隙備，活副動(dòng)性布大（1鞭）關(guān)拒節(jié)的躲基本票構(gòu)造疏：關(guān)節(jié)述面、揉關(guān)節(jié)仙囊、商關(guān)節(jié)羨腔。（2婆）關(guān)質(zhì)節(jié)的竭輔助贈(zèng)構(gòu)造典：韌托帶、鑰關(guān)節(jié)膀盤(pán)、竄關(guān)節(jié)陷唇。（3杰）關(guān)塵節(jié)的顧運(yùn)動(dòng)二、瘋?cè)梭w碧骨骼躬的組中成（一舞）軀走干及敘其連洗結(jié)1.攝脊柱溫：頸嘴椎7俊、胸旬椎1討2、是腰椎硬5、暴骶椎屠5和令尾椎素4~請(qǐng)5。（1夜）椎惠骨的由一般密形態(tài)每一與椎骨賺都包防括前語(yǔ)方的晃椎體桂和后謀方的率椎弓菊兩部傘分。椎塌體和焦椎弓華共同請(qǐng)圍成厭椎孔電，全清部椎著骨的疊椎孔溝連續(xù)澆而成壇椎管廣，其娃中容熄納脊蒸髓。顛椎體輛和椎值弓相授連的抹狹窄謝部分塌稱椎怖弓根滔，其毯上、棵下各揀有一撒切跡銷，兩痛個(gè)相蓋鄰的困上、鑼下切淘跡在綢側(cè)顧圍成北椎間駱扎，代脊神浴經(jīng)和爽血管昆由此騰通過(guò)蛛。椎喪弓上字有7朋個(gè)突訊起，污其后竹方有映一棘匪突，坐兩側(cè)頃各有久一橫德突，情上、騎下各者有一訴對(duì)上限、下敞關(guān)節(jié)汁突。（2系）各裙部椎劑骨的開(kāi)主要夸特征(3耐)椎勉骨間繞的連秋結(jié)椎間火盤(pán)（相第鄰兩削椎體暢間的慨纖維雁軟骨滋板）貫、椎陰間韌撫帶（晴連結(jié)饑椎骨縱的結(jié)移締組虎織膜盤(pán)）、椎間買關(guān)節(jié)（由擇相鄰扮椎骨午的上提下關(guān)蒼節(jié)突游連結(jié)茂而成促）。2.麻胸廓由1肅2塊滲胸椎禿、劫12屑對(duì)肋庸、盒1蘆塊胸溫骨構(gòu)厭成。（二哈）顱挨骨及贈(zèng)其連歇結(jié)1.逝顱的需組成腦顱迎：8溜塊，額滔骨、芝篩骨凝、蝶價(jià)骨、墓枕骨導(dǎo)各一峽塊；摔頂骨擴(kuò)、顳倚骨各固2塊面顱砌：1培5塊，梨感骨、劇下頜拜骨、邁舌骨秤各一終塊；草上頜燥骨、廣鼻骨留、淚閉骨、康顴骨弦、腭前骨、乞上鼻吧甲骨域各2溜塊晨。2.傷顱竄的整揭體觀顱底傲內(nèi)面托：顱前網(wǎng)窩、俘顱中塑窩、座顱后患窩顱底奏外面顱前測(cè)面觀保：眶堪，骨舟性鼻沸腔顱的保側(cè)面艙：3.財(cái)新生垮兒顱豎的特俯征及銳生后束變化英：相對(duì)鞏較大，占詢身高許1/鍛4，疫成人他僅占恰1/膠7；腦顱尊大于列面顱；許