正常人体运动学

正常人体运动学,主讲人：钟救根E-mail:,,第一节 概论,(一)关节的运动方式 不动关节：骶尾关节关节类型 少动关节：椎间关节、耻骨联合 活动关节：人体大部分关节均属此类,关节的运动方向,运动轴,单轴运动：合页关节，如指间关节双轴运动：鞍状关节，如腕关节，掌指关节等。三轴运动：杵臼关节，如肩关节，髋关节等。,运动平面,一面运动自由关节：指间关节，拇指的掌指关节、上尺桡关节、下尺桡关节等。二面运动自由关节：第一腕掌关节、饶腕关节等。三面运动自由关节：肩锁关节、肩关节、髋关节等。,运动链,定义：几个部位通过关节相连而组成的复合链特点：“点动成线”、“线动成面”开链和闭链:近端固定，远端游离即为开链，此时可任意活动某一单独关节或同时活动若干关节；反之，远端闭合则为闭链。,影响关节活动幅度的主要因素,关节结构是否正常。骨质增生，骨性强直，关节囊及韧带挛缩等均影响ROM。原动肌力是否正常。如肌力弱或断裂均影响ROM。对抗肌是否充分放松。如发生痉挛、挛缩均影响ROM。关节疼痛、肿胀等原因。,（二）肌肉的运动生理和神经支配,肌纤维的构造和类型,肌肉是由许多肌纤维组成的，每个细胞是一个独立的功能结构单位。肌纤维的数目不增加，而只增大变粗。每个肌纤维含有许多肌原纤维，肌原纤维是由肌节连接而成，具有收缩性的结构单位。肌原纤维是由肌节连接而成，具有收缩性的结构单位。肌原纤维由许多肌丝组成。,粗肌丝：肌球蛋白肌丝 细肌丝：肌动蛋白,骨骼肌的肌纤维分类,根据肌纤维在组织化学和功能的不同，骨骼肌可分为以下两类： 红肌纤维：收缩慢，血供好，耐力强，氧化型，为慢肌； 白肌纤维：收缩快，爆发力强，糖酵解型，易疲劳，为慢肌。,运动单位,定义：肌肉收缩必须有完好的神经支配，一个前角细胞，它的轴突和轴突分支，以及它们所支配的肌纤维群，合起来称为运动单位。(一个运动神经原和受其支配的肌纤维所组成的收缩单位。) 肌肉收缩的最小单位。并非全部运动单位都起作用。,肌梭,由数条梭内肌纤维组成，有独立的神经和血管供应，由连于肌肉两端肌腱的结缔组织鞘膜包被的结构。肌梭主要是一种感受结构，对肌肉的张力起反应，慢肌较快肌含有更多的肌梭。肌梭的初级感受器和次级感受器都对牵拉敏感。对于控制运动，维持姿势和肌张力等复杂的中枢调节机制也很重要。肌梭的运动神经元在动、静态下刺激梭内肌纤维。,肌肉的收缩,等长收缩 肌肉长度不变，肌张力升高，不产生关节活动。等张收缩 肌肉张力不变，肌肉长度发生改变，关节活动。 向心收缩：肌肉长度变短 等张收缩 离心收缩：肌肉长度变长,肌肉运动的神经支配和控制,反射 反射是神经活动的基本形式，运动是比较复杂的反射，临床常见的反射有保护反射和牵张反射。保护反射 肢体受到伤害刺激时，受刺激的肢体出现屈曲反应，关节的屈肌收缩，伸肌松驰，因而也称为屈肌反射。牵张反射 有神经支配的骨骼肌，如受到外力牵拉使其伸长时，能产生反射反应使受牵拉的肌肉收缩，即牵张反射。维持直立姿势至关重要,反射异常1）反射消失或减弱 可因反射弧的任何部位遭到破坏而引起。注意单纯对称性反射减弱或消失，和下肢的腱反射的临床检查区别。2）反射增强（亢进） 最常见的原因是锥体束病变。注意对称性与非对称性反射的判断。3）病理反射 一般讲是神经系统发生器质性病变时出现的异常反射。主要是Babinski反射及其有关的一组体征。,随意运动 随意运动是指有意识地执行某种动作，主要是锥体束的机能，由横纹肌的收缩来完成。上运动神经元中央前回皮层细胞脊髓前角细胞（皮层脊髓束）和脑干颅神经核运动细胞（皮层脑干束）。下运动神经元脊髓前角细胞神经运动核前根和周围神经而到达肌肉。,不随意运动 不受意识控制的“自发”动作。主要是锥体外系和小脑系统的机能，由横纹肌的不随意收缩来调节。 主要是维持肌张力，管理骨骼肌的协调运动，保持正常的体态姿势，促使伴随运动（如走路时上肢的交替摆动）的顺利进行。,运动控制,在运动中，骨起杠杆作用，关节是运动的枢纽，而骨骼肌则是动力器官。运动形式1）反射性运动：形式固定、反应迅速不受意识控制。主要在脊髓水平控制完成。2）模式化运动：有固定的运动形式、有节奏和连续性的运动、受意识控制。由中枢模式调控器调控。3）意向性运动 ：整个运动过程均受主观意识控制，是有目的的运动，需通过运动学习来掌握。,运动控制理论,Horak的运动控制理论“正常运动控制是指中枢神经系统运用现有及以往的信息将神经能转化为动能并使之完成有效的功能活动”。目前关于神经系统调控运动的机制主要有3种学说，即：反射运动控制学说、系统运动控制学说和阶梯运动学说。,反射运动控制学说,由Charles Sherrington提出，他认为反射是一切运动的基础，神经系统通过整合一连串的反射来协调复杂的动作。控制运动的主要因素：（1）周边感觉刺激；（2）反射弧；（3）由反馈控制来修正动作。不足之处：（1）实验发现：即使缺乏感觉刺激仍可产生动作。（2）在动作执行前，中枢神经系统可修正即将执行的动作。有些动作一旦执行后，就不能修正。,系统运动控制学说,1967年由Bernsten提出。他认为运动的控制问题就其周围环境而言，因人而异，而且还要根据个体的要求、环境和目标而不断改变，所以感觉、认知和活动三者之间相互作用。在这个模式中，中枢神经系统并不发出直接的指令，而是各部分一起整体互动，系统地进行整合。主要观点：（1）动作控制要以达成动作功能为目标（2）确认身体其他系统对动作控制的影响（3）动作控制需要考虑外在环境因素的影响（4）动作本身也遵循力学定律，相互影响。不足之处：定义模糊，涉及范围过大，医生不容易掌握患者动作控制的主要问题，给临床应用带来一定困难。,阶梯运动学说,1940年由Rodol Magnus 提出。他指出脑损伤会破坏皮层的控制系统，同时出现异常反射，造成不正常姿势和动作障碍。同年，Arnold Gesell提出，正常动作发展源自中枢神经系统的逐渐皮层化，皮层化使高级控制中心具有控制低级反射的能力。1978年，Bobath在此基础上提出了神经发育理论，她指出，中枢神经系统损伤会使正常情况下受控制的低级中枢开始活动，从而引发不正常的姿势和异常的动作方式。（目前人们最为熟悉的理论。）,中枢神经系统对于运动的控制3个层次：最高层：大脑新皮层的联络区域和基底神经节，形成运动总的方向策略（strategy），涉及运动的目的以及达到目的所采用的最佳运动方案；中层：运动皮层和小脑，与运动顺序（tactics）相关，指平稳、准确达到目的所需肌肉收缩的空间时间 顺序；最低层：脑干和脊髓，与执行动作相关，包括激活运动神经元和中间神经元，产生目的性动作并对姿势进行必要的调整。,运动控制的解剖基础,新皮质联合区和基底节对运动的控制新皮质联合区：主要指顶后皮质和额叶前区，即Brodomann5、7、8区。功能：运动控制的最高中枢，在此水平决定采取的动作和预测可能的结果。,基底神经节：大脑深部的神经核团，包括尾状核，壳核，苍白球、屏状核、底丘脑和中脑的黑质。皮质到基底节和丘脑，然后又反馈到皮层，特别是辅助运动区，形成一个环路，即： 皮质纹状体苍白球丘脑VLo皮层（SMA） 功能：随意运动的选择和启动。,运动皮质和小脑对运动的控制运动皮质：运动皮质位于额叶，包括Brodmann4、6区。4区：第1躯体运动区（M1）包括额叶的中央前回和旁中央小叶前部。6区：辅助运动区（SMA）和运动前区（PMA）。,小脑：位于后颅窝，容纳延髓。古小脑：前庭小脑，调节肌紧张，维持身体平衡。（病变引起平衡失调）旧小脑：脊髓小脑，控制肌肉的张力和协调。（病变引起共济失调）新小脑：大脑小脑，影响运动的起始、计划和协调，包括确定运动的力量、方向和范围。,皮层（4、6、3、2、1和顶后）脑桥核小脑丘脑腹外侧核（VLc）运动皮质,脑干对运动的控制 脊髓和间脑之间的一个较小部分，自上而下由中脑，脑桥和延髓三部分组成，通过皮质核束支配颅神经运动核以控制头面部肌肉的运动，起自脑干核团的传导束通过脊髓控制头、颈及躯体的运动。,皮质核束：主要由中央前回下部的锥体细胞的轴突集合而成，下行经内囊膝部至大脑脚底中3/5的内侧部，由此向下陆续分出纤维，大部分终止于双侧颅神经运动核（动眼神经核、滑车神经核、外展神经核，三叉神经运动核，面神经运动核支配面上部的细胞群、疑核核副神经脊髓核），支配眼外肌、咀嚼肌、面上部表情肌、胸锁乳突肌、斜方肌和咽喉肌。小部分纤维完全交叉到对侧，终止于面下部肌小面神经核和舌下神经核，支配对侧面下部表情肌核舌肌。,脑干的运动传导束：前庭脊髓束：起自延髓的前庭神经外侧核，在同侧前索外侧部下行，主要兴奋躯干和肢体的伸肌，调节身体的平衡。顶盖脊髓束：起自中脑的上丘，于导水管周围灰质腹侧交叉越边，主要兴奋对侧颈肌，抑制同侧颈肌活动。网状脊髓束：来自脑桥和延髓的网状结构，大部分在同侧，主要参与对躯干和肢体近端肌肉运动的控制。内侧纵束：起自中脑中介核等，大部分来自前庭神经核。此束的纤维主要来自同侧，部分来自对侧，主要协同眼球的运动和头、颈部的运动。,脊髓对运动的控制： 脊髓本身能完成许多反射活动。 大脑的轴突与脊髓联系的两条通路：脊髓侧索、 脊髓前索 皮质脊髓束是侧索通路中最重要的成分，是中枢神经系统传导束中最长的一条。控制四肢的肌肉活动，特别是屈肌。红核脊髓束：源于中脑的红核，主要兴奋躯干和肢体的伸肌，在调节身体平衡中起作用。(在人类红核脊髓束的功能大部分被皮质脊髓束代替。),脊髓的前角运动细胞“最后通路”运动神经元（大）：支配梭外肌的肌纤维，引起骨骼肌的收缩。张力型神经元：轴突传导速度慢，支配红肌纤维，维持肌张力，作用于张力性牵张反射；位相型神经元：轴突传导速度快，支配白肌纤维，快速收缩肌肉，作用于位相性牵张反射（腱反射）。,运动神经元（小）：参与肌张力的维持和腱反射。静态型神经元（2传出纤维）：支配肌梭内核链肌纤维，其感受器对慢牵张较为敏感；动态型神经元（1传出纤维）：支配肌梭内核袋肌纤维，其感受器对快牵张较为敏感,运动神经元池 定义：支配一个肌肉的运动神经元群。 池内运动神经元有活动的规律性大小原理：在肌收缩加强过程中先是小型运动神经元活动，逐渐大型运动神经元产生活动。较多的小型运动神经元活动形成不强但持续时间长的肌收缩。逐渐加强而保持长时间收缩，可有效地保持姿势。大型运动神经元活动形成短时间，较强的肌收缩。按大小原理来完成姿势稳定性和运动速度、时机、力量等灵活控制。,脊髓反射,牵张反射由牵拉有神经支配的骨骼肌而瞬间改变肌肉长度时会产生受牵拉的同一肌肉的反射性收缩。感受器:肌梭(muscle spindle)梭内肌纤维:较粗的核袋纤维、细的核链纤维。传入神经纤维：运动神经元纤维传出神经纤维：a、类神经纤维。,位相性牵张反射：快速牵拉肌腱时产生的牵张反射。如腱反射；,张力性牵张反射：缓慢持续牵拉肌腱时所发生的牵张反射。如姿势反射。,腱梭（腱器官）牵张反射分布于肌肉与肌腱连接处的肌张力感受器，存在于肌腱内的胶原纤维内，与梭外肌相连。传入纤维:b类感觉纤维。 腱梭牵张反射对肌肉张力改变敏感，由腱梭的抑制作用保护肌肉与肌腱，这在保持站立，调节姿势，保持平衡，控制运动中起重要作用。,屈曲反射 逃避反射及伤害感受反射对肢体的皮肤或肌肉施加伤害性剌激，引起屈肌收缩，伸肌抑制，肢体回撤。感受器：皮肤神经纤维传入纤维：、类纤维对屈肌（运动突触）形成兴奋性作用，对伸肌形成抑制性作用。,交叉反射（节段性平衡反应）交叉伸展反射交叉屈曲反射,长脊髓反射（脊髓节间反射） 反射路径跨越脊髓许多节段的反射。搔抓反射 针等剌激背部前肢后肢反射（四肢间反射） 动物用四肢步行时出现的反射运动（剌激左前肢后、左前肢屈曲、右前肢伸展、左后肢伸展、左后肢屈曲。）,脑干水平的有关反射,紧张性颈反射(tonic neck reflex，TNR) 对称性紧张性颈反射。 头屈曲后、前肢屈曲、背前屈、后肢伸展，头部后伸则前肢与背的伸肌张力增加、后肢屈肌张力增加。,非对称性紧张性颈反射,面向侧前肢与后肢伸展、对侧的前肢与后肢屈曲,紧张性迷路性反射,联合反应(associated reaction) 有关抑制作用的神经调节机制不能正常发挥作用时出现的。当中枢神经系统出现障碍时一些肢体的肌肉随意收缩时引起患肢肌张力增高，出现运动。有同侧性，对侧性，交叉性三种。如偏瘫患者Brunstorme期下肢的Remiste现象。,阳性支撑反应与阴性支撑反应,剌激足底皮肤，肢体伸展、肌肉紧张的反应称为阳性支撑反应；从伸展的肢体足底去除剌激后肢体屈曲的反应称为阴性支撑反应。,中脑水平的反射,相对于头部的迷路性翻正反射重力是剌激、感受器是前庭器官的平衡斑及半规管，半规管感受旋转和加速度的刺激，平衡斑感受身体的位置变化，根据变化决定肌肉收缩范围，形成倾斜的头部保持水平的反应,相对于头部的躯干性翻正反射剌激是加于躯干一侧的压力，感受器是躯干的皮肤感受器，反应是头部保持直立,相对于躯干的颈翻正反射剌激在颈肌、感受器是颈肌的肌梭，反应先是躯干翻正，然后是骨盆翻正。,相对于躯干的躯干性翻正反射因头的旋转而非对称性地加于躯体的压力剌激所诱发，感受器是躯干的皮肤感受器，反应与头的位置无关，是躯干相对于地面回到正常位置的翻正。,视翻