骨伤生物力学2课件

骨伤生物力学(1)骨形态结构的功能适应性

????Wolff认为骨结构不仅与其载荷有关，而且还能适应载荷变化并遵循数学定律改变自身结构。

研究表明：骨的大小与体重及其活动强度有关

Wolff定律：骨对载荷变化的适应性

大量研究和实践证实：长期、系统、科学的运动训练对骨的形态结构能产生良好的影响，并表现为骨形态学的适应性变化。

22019/8/3????不同运动项目对骨形态结构的不同影响也能充分体现骨对应力的功能适应性

跳跃项目类的田径运动员以胫骨前缘骨壁增厚为主

举重运动员则以胫骨内侧壁增厚为主

基因表达失调、缺乏适当运动和机械力作用或有外来因素干扰（放射线或药物）均可导致先天性或发育性骨异常和相应的肢体畸形

32019/8/3长骨的功能适应性

??????骨小梁排列方向沿着运动所引起的骨的主应变方向

股骨最大压应力在截面内侧

股骨最大拉应力在截面外侧

横截面的前后部位为中性层通过的低应力区域

内外侧为适应高应力而较厚

前后侧由于不完全骨吸收而成为狭谷状，以适应由于中性层波动而产生的低应力。

42019/8/3??活体骨重建目标：骨使其总的结构适应于其载荷环境的变化

生物材料骨：无论是在断面形式、空间结构还是强度、密度分布上都是与应力状态充分适应

2019/8/35骨折治疗中生物力学原理

?血肿机化、原始骨痂形成：一般不受外界环境影响，称原始短周期应激适应。

??适应过程反馈路线是自体封闭的，与外界环境无关

因势利导，不能干预

?骨痂塑形期：新的功能适应过程，称继发性长周期功能适应。

??适应过程反馈路线是开放的，与环境有关

可以干预

2019/8/36??基本原则：充分利用功能情况下的力学状态去控制骨修复，而不要去干扰甚至破坏骨应承受的力学状态。

关键：在不同年龄阶段如何选择负荷能够产生适宜的应变以增加骨量

2019/8/37骨塑形、骨重建和年龄相关性骨丢失

???骨塑形和重建均是由破骨细胞和成骨细胞共同完成，生长期骨形成和吸收以适应骨生长需要。成熟期为骨重建过程，达到动态平衡。

30~40岁后骨形成速度慢于骨吸收使骨量随年龄增加而降低，脆性增加。

骨松质丢失表现为骨小梁变薄变细数量减少；骨皮质表现为多孔状变薄。

2019/8/38运动负荷对骨影响的实验研究

?未成年人：运动负荷的最适压力作用于骨骺将刺激骨完成正常的生长过程，如果负荷过大，反而阻碍骨的生长。

?生长期动物高强度训练后骨长度和重量减少，可能是超负荷作用于骺板所致

??成年骨：持续的同一水平的负荷对增加小梁骨矿物质含量有一定作用，而变化的负荷则可能只产生很小的影响。

绝经女性：负重训练明显影响其骨量

92019/8/3弹性固定准则（顾孟氏准则）

?固定稳定：使骨折远近端与医疗器械构成几何不变体系。对固定的要求：

??器械与骨折远近端构成几何不变体系

功能活动时对断端的正常应力分布干扰较小

夹板或钢板

?非功能替代

?2019/8/310?断端生理应力：可加速骨折端愈合速度，提高愈合质量的断面应力称为生理应力。

???恒定性生理应力：由器械加载产生，可增加断面摩擦力，增强固定稳定性，缩小新生骨细胞移行距离。

间断性生理应力：由功能锻炼、肌肉内在动力产生，可促进血液循环，激发骨折端新生骨细胞增长。

需要深入研究：生理应力值的区间和最优值的确定

2019/8/311夹板局部外固定的生物力学研究

?布带的约束力

???800g左右张力最合适（既能固定骨折端，又不致引起并发症）

治疗早期12~96小时内密切观察松紧度，及时调整，以免因伤肢周径增大使约束力急剧增加，形成恶性循环。

4~5天后，伤肢周径减小，约束力下降，及时调整布带，防止骨折的再移位。

2019/8/312?夹板的弹性固定力

??柳木、竹木夹板有一定弹性和韧性，在固定所需约束力范围内，形变不大；

夹板必须有一定的刚度，刚度不足起不到稳定固定作用，使骨折端产生剪力，造成骨折畸形愈合、延迟愈合甚至骨不连；刚度过大，夹板不易与肢体充分接触，不易发挥夹板的弹性来维持固定及纠正残余畸形；刚度过大也会增加皮肤压疮的发生率。

2019/8/313?纸压垫的效应力

???夹板下加纸压垫改变了夹板固定力均匀分布的状况，使纸压垫处的作用力高于其它部位；

效应力的大小随纸压垫的大小及厚薄而改变，越厚则效应力越大；

放置位置：骨折移位方向

2019/8/314?肌肉收缩的内在动力

????肌肉夹板：限制骨折的移位

矫正残余的成角及侧移位畸形，起到慢性复位作用

固定期间如何控制肌肉收缩的形式？收缩的强度？

夹板固定：不固定关节或只限制引起骨折移位的某一方向的关节活动

2019/8/315?必要的牵引力

????对抗骨折重叠移位和短缩畸形

适应范围：不稳定性骨折；骨折部位软组织厚、肌张力强、肢体重力大；单纯使用夹板不能防止和矫正移位

等张牵引：牵引的同时，鼓励患者积极进行有节制的功能锻炼；

功能活动必须根据骨折部位的解剖特点、骨折类型和部位的特殊要求，以不影响骨折的固定为前提。

2019/8/316?骨折端的啮合力

??骨折端常为锯齿状，整复后骨折端互相啮合，产生啮合力，对稳定骨折端有一定的作用。

治疗骨折时应注意保护骨折端的骨锯齿

??错误：反复整复或粗暴整复

正确：手法轻柔，适当牵引后再整复

2019/8/317影响骨愈合因素

????性别与年龄：男性骨不连发生几率是女性的4倍；18岁以下愈合较成人快；50岁以上股骨颈骨折后6个月高龄者比低龄者的愈合率较低。

营养不良与贫血

全身性疾病：糖尿病患者骨愈合延迟

骨折局部情况

??骨折部位和周围软组织情况

反复手法复位，手术中骨膜剥离过多，清创时过多摘除碎骨片，固定不牢，持续骨牵引时牵引力过大，功能锻炼不当等。

?神经损伤

182019/8/3促进骨愈合手段

?物理因素

?????微动

电刺激和电磁刺激

激光

超声

体外冲击波

骨形态发生蛋白（BMP）

转化生长因子β（TGF-β）

成纤维细胞生长因子（FGF）

19?生物活性因子

???2019/8/3????胰岛素样生长因子

血小板衍生生长因子

甲状旁腺激素

生长激素

2019/8/320骨的压电效应

???????1812年，纽约St.Thomas医院，第一个用电刺激治疗骨折不愈合获得成功

1820年，Mott用电刺激治疗胫骨不愈合成功

1850年，lente1852年，Elgland1855年，Duchen1860年，Boto报道电刺激治疗骨折不愈合

此后一百年间，进展不大。

理论形成

????1953年，Yasuda&Fukada对骨的生物电效应进行研究，提高骨的压电效应理论

1966年，Friedenberg和Brighton提出骨的恒直流电位理论，并用恒直流电治疗一例内踝骨折不愈合病例

1977年，Besett首先用电磁波治疗1例先天假关节获得成功

1974年，全植入式电刺激治疗脊柱融合。

????长骨被弯曲时，它能产生电压，在凸侧即张应力侧，产生正电位；在凹侧即压应力侧，产生负电位。

整骨的几何形状不规则，压电效应与载荷之间复杂

将骨纵向放置，观察不同方向的压应力，压力与骨纵轴成45度时，压电效应最大。

骨组织或肌腱上施加压力后，得到极化电荷的现象就是压电效应。

电刺激骨愈合技术

?有文献统计电刺激治疗不愈合119例，有效率为95%???插入电极成骨

电磁场成骨

电场成骨

?插入电极成骨（全植入式电刺激法）

???把不锈钢电极插入骨内，阴极置于骨折处，阳极置于软组织内，通以适当参数的电流，在阴级附近引起电偶极矩重新排列促进骨生成

阳级附近可能会使骨坏死，可把阳级置于皮肤表面，可完全避免。

电流量小于5μA无成骨现象，5μA～20μA逐渐有骨形成，大于20μA显示细胞坏死而无骨形成。

?半植入式电刺激：

?????阴极刺入骨端，

阳极位于皮肤

电极形状：针形，螺钉形等

成份：阴极：不锈钢，银、

钛等

阳极：白金

电极信号：直流电，脉冲电流

2019/8/326?电磁场成骨

???把一对平行线圈，置于骨折肢体两侧，线圈通以一定频率（2-100Hz）的交流电流，线圈间产生几个高斯的磁场在骨折处沿骨长轴方向产生感应电流。

1977年，治疗一例先天性假关节

1981年，治疗149例，成功率为87%?电场成骨

??把肢体放于金属电极板之间，金属板组成一电容器，通以直流电或脉冲电流

由于电容的充放电，骨组织内形成一个随时间变化的电场，可以促进骺板的生成

及骨折的修复

2019/8/328制动对机体的影响

????????心血管系统(静脉血栓、直立性低血压等）

呼吸系统（肺顺应性变小，肺活量下降，感染等）

骨关节肌肉（健康人石膏固定肘关节4周后前臂周径减少5%，废用性肌萎缩，肌肉运动神经兴奋性下降、骨质疏松、关节退变等）

中枢神经系统

消化系统

泌尿系统（尿潴留、尿路感染、尿排出钙磷增加、尿石症等）

皮肤

代谢与内分泌系统（负氮平衡、水肿、体重下降、水电解质改变

292019/8/3关节软骨的生物力学

??软骨具有一定的粘弹特性和抗压能力，各关节相关骨的接触面大多有软骨被覆。

关节软骨功能

????传导载荷：把施加于关节上的载荷扩散到较大的区域，以减少接触应力，使对应的关节面以最小的摩擦和磨损进行相对运动。

润滑作用

承受负荷

吸收震荡

302019/8/3软骨的成分

????是一种特殊分化的结缔组织，由软骨细胞、软骨基质及埋藏于基质中的纤维共同组成。

固体基质（20%～40%）：由胶原纤维（60%）、糖蛋白凝胶（40%）、软骨细胞（2%）

水分：60%～80%胶原为关节软骨提供一种纤维状超微结构，这种胶原网和多水的糖蛋白一起共同抵抗关节的应力和应变。

2019/8/331关节软骨的生物学性质

???渗透性

关节软骨的蠕变反应

润滑：界面润滑和液膜润滑

??液膜润滑中一层较厚的润滑剂膜使两个承载面有较大的间隙载荷不很重时液膜润滑形式起主要作用。

界面润滑依靠单层润滑剂分子化学吸附到接触的固体面上，重载荷下界面润滑起到主要作用。

322019/8/3关节软骨的营养

??骺板尚未融合的青少年关节软骨的营养来源于软骨下骨；成人关节软骨营养来源于关节囊的血管。关节囊的滑膜层中有毛细血管攀，分泌滑液含有葡萄糖、盐类及低分子蛋白，通过弥散机制进入关节腔，滑膜细胞分泌的透明质酸。

关节活动是弥散机制的作用关键，使关节液中的营养物质进入软骨，同时软骨的代谢产物受运动挤压而排出进入滑液。因此关节活动对弥散机制起着泵的作用。

2019/8/333??从以上分析不难看出任何影响血运、毛细血管的微循环及关节运动的因素，最终都将妨碍关节软骨的营养代谢。

关节软骨缺乏和缺少运动以及过度运动都可引起病理改变

2019/8/334??关节软骨多数为透明软骨，少数为纤维软骨，厚薄因不同关节和年龄而异，通常为2～7mm。

软骨本身是缺乏血管组织，损伤后再生能力很弱，无软骨膜的软骨不能再生，有软骨膜的软骨的再生有赖于软骨膜的软骨母细胞，损伤后软骨母细胞增生并形成软骨基质，逐渐成熟变为软骨组织。（微骨折术）

2019/8/335Outerbridgegrade1Cartilagesofening??0级：

正常软骨。

I级：软骨软化水肿或出现表面泡状结构。

Outerbridgegrade2cartilagefibrillation?II级：

软骨变薄，

出现轻、中度纤维化。

Outerbridgegrade3<50%?III级：

软骨重度纤维化，

呈现蟹肉样改变。

Outerbridgegrade4Full-thicknessloss?IV级：

软骨退变深及骨皮质，

全层软骨缺损，

软骨下骨质裸露。

软骨缺损的处理软骨缺损创面创面钻孔游离软骨取出钻孔后创面出血软骨下骨打孔术

在软骨缺损或退化的软骨下骨打孔已有多处报导

Fical(1979)Ewing(1990)Friedman(1984)85例

223膝

73膝

67(79%)优良

163(73%)改善

44(60%)改善

25(34%)无变化

4(5%)恶化

75%满意

51(74%)良

7(10%)11(18%)6优

9良

<40岁者较好

髋骨

Johnson(1990)Sprague(1981)7400膝

69膝

12%二年无症状

Levy(1996)15膝

2019/8/341生物工程软骨修补关节软骨缺损

?酶解所获软骨细胞的单层培养扩增

??问题：单层培养及传代培养易失去表型出现反分化及异化现象

解决办法：高密谋细胞培养，利用生物反应器

多聚体支架的要求：支架要有好的细胞着床性能及组织相容性；支架孔径占总体积的90%；组织再生的动力学与三维模型有关，坚硬底物诱导增殖，柔韧底物诱导分化；为改进细胞着床功能孔面可涂纤粘连蛋白、软骨粘连蛋白、层粘连蛋白。

42?软骨细胞接种到合适的生物支架上

?2019/8/3??合适的生物反应器以长期维持细胞表型及基质再生。细胞增殖后应转移到生物反应器中培养并不断更换培养液，进行诱导以维持细胞的分化表型。

培养液对软骨细胞分化的影响

?细胞增殖期：用含有生长因子及小牛血清的培养液；细胞分化期：应减少培养液中的生长因子及小牛血清的量。

2019/8/343?细胞因子在软骨工程中的应用

??刺激软骨细胞增殖的生长因子：TGFβ

刺激软骨细胞分化的生长因子：BMP骨形态发生蛋白

2019/8/344滑膜关节的基本结构

???关节面

关节囊

关节腔

2019/8/345关节面

opposingendsofthejoiningbonesformedmainlybyarticularcartilagescomposedofhyalinecartilagethiscartilageissmooth,compressibleandstrong,deformedwithoutbreakingandreturntoitsorginalshape?reducethefrictionbetweenarticularsurfaceswhenthejointmovessmoothspongycushionsandshockabsorbers,andtherebykeeptheboneendsfrombeingcrushed.?2019/8/346关节囊

??外层为纤维层，致密结缔组织，纤维膜的厚薄与关节的功能有关，下肢关节的负重较大，相对稳固，其关节囊纤维膜坚韧而紧张，上肢关节运动灵活，纤维膜薄而松弛。膝关节内侧副韧带与关节囊相连，以增强关节的稳固，限制其过度运动。

内层为滑膜层，疏松结缔组织，富含血管网，产生滑液，滑液是透明的蛋白样液体，呈弱碱性，增加润滑，吞噬，是关节软骨、半月板等新陈代谢的重要媒介。

2019/8/347滑膜皱襞

?有些关节囊的滑膜表面积大于纤维层，滑膜重叠卷折并突入关节腔形成滑膜襞；

2019/8/348滑膜炎

?滑膜反应性积液，膝关节明显肿胀、发热，不敢活动。检查发现膝关节屈伸活动受限，下蹲困难并伴有疼痛，关节周围可有局限性压疼点，浮髌试验阳性。

2019/8/349滑膜增生、充血

关节内电动刨刀刨削滑膜

滑膜软骨瘤病

??早期，活动性滑膜炎，关节内并无游离体；

第二阶段，结节性滑膜炎出现；

?第三阶段，出现游离体而且滑膜炎吸收。

2019/8/353色素沉着绒毛结节性滑膜炎

?PigmentedVillonodularSynovitis，简称PVS。是一种增殖性疾病，常发于滑膜关节、腱鞘和滑囊，病因不明。其病变部位往往呈现绒毛或结节样纤维结缔组织突起，也有二者并发的情况。

2019/8/354X线：滑膜软骨瘤病与游离体

关节腔

????为关节囊滑膜层和关节面共同围成的密闭腔隙，内有少量滑液，关节腔内呈负压，对维持关节的稳固有一定作用。

containsasmallamountofsynovialfluidpotentialspaceinflamed2019/8/356附属结构

???韧带

关节盘和关节唇

滑膜襞和滑膜囊：有时滑膜也可从关节囊纤维膜的薄弱或缺如处作囊状膨出，充填于肌腱与骨面之间形成滑膜囊，可减少肌肉活动时与骨面之间的磨擦。

2019/8/357胶原组织的生物力学

???胶原纤维、弹性纤维和网状纤维

胶原纤维为组织提供强度和刚度，弹性纤维在组织受载时提供延展性，网状纤维提供容积。

胶原组织的特性受三种主要因素影响：

??纤维的结构；

胶原纤维和弹性纤维的特性；

?胶原纤维加热到66℃半小时即可改变其组织特性而失去弹性，弹性纤维在同样情况下却不改变力学性能。

?胶原纤维和弹性纤维之间的比例。

2019/8/358胶原纤维和弹性纤维的特性

??胶原纤维为类塑性材料，弹性纤维为类脆性材料。

拉伸试验下胶原纤维在加载开始时即稍有伸长但很快到达屈服点，随之出现非弹性变形，直到极限破坏。

弹性纤维在低载荷下呈现较大的伸长，随着载荷的增加没有变形而突然断裂。

胶原纤维比较强能承受的应力大约是骨密质在拉伸下的一半，弹性纤维比较弱，能承受的应力仅为骨密质在拉伸下所能承受的1/10。

??2019/8/359韧带

????extra-capsularligamentsareformedbylocallythickeningofthefibrouscapsuleTheintra-capsularligamentsareinsidethecapsulebutoutsidethejointcavity,becausetheyarecoveredbysynovialmembraneincreasejointstabilityandpreventexcessiveandundesirablemotionsAsarule,themoreligamentsajointhas,thestrongeritis.连接相邻两骨之间的致密纤维结缔组织束，加强稳定性，限制关节过度运动。

60?2019/8/3??韧带（包括关节囊）的功能是稳定关节，支持关节运动并防止过量运动。

决定韧带强度的主要因素

????韧带的粗细、形状

胶原纤维和弹性纤维的比例

载荷增加速度

韧带的横截面：与加载方向取向一致的纤维数量越多越宽越厚，韧带的强度越大。

2019/8/361???肌腱的功能是把肌肉附着在骨或筋膜上，并把拉伸载荷从肌肉传递到骨或筋膜，从而产生关节运动。

有鞘肌腱和无鞘肌腱

影响肌腱承受的应力值因素：与肌腱连接的肌肉收缩量；肌腱的直径与肌肉直径的比值。

2019/8/362?肌腱及韧带止点的功能

???传递：将肌肉收缩产生的应力传递到骨骼

缓冲：逐渐减弱牵拉力，使拉力合理分散至着力点

增加力矩：髌腱

局部血液循环障碍

过度牵拉

关节外伤（局部细胞因子或生长因子作用导致腱内出现软骨岛、异位骨化等）

63?末端病病因

???2019/8/3???肌腱能承受最强的拉伸载荷（纤维结构几乎完全是平行排列）

韧带次之（结构方向一致性较差）

皮肤纤维走向较之韧带更不规则，故所能承受的最大载荷也最小。

642019/8/3关节盘

???presentinsomejointsbetweenthearticularsurfacesthemenisciinthekneeafibrocartilaginouspadthathelpstoholdthebonestogethermaymakethearticularsurfacesmoresuitabletoeachother调整关节面更加适配，减少外力对关节的冲击和震荡。

分隔而成的两个腔可增加关节运动的形式和范围

??2019/8/365关节唇

???fibrocartilaginousringsurroundsthearticularfossaanddeepensthearticularsurfaceincreasesthearticularstabilityinterfereswiththemovementofthejointtosomeextent附于关节窝周缘的纤维软骨环，加深关节窝，增大关节面，增加关节稳定性。

66?2019/8/3关节的动脉、淋巴管和神经

???关节的动脉主要来自关节周围的动脉分支，分布到关节囊，关节软骨没有血管。

关节囊的纤维膜和滑膜均有淋巴管网，并与附近骨膜的淋巴管吻合，关节软骨无淋巴管。

关节的神经支配来自运动该关节肌肉的神经分支，分布于关节囊和韧带，关节软骨无神经分布。

2019/8/367关节的分类

?按关节运动轴的数目可分为单轴关节、双轴关节和多轴关节。

单轴关节：单轴关节包括滑车关节和圆柱关节两种。

??滑车关节：关节头呈滑车状。滑车关节只有一个运动轴,绕额状轴，可作屈、伸运动，如指间关节。

?圆柱关节：关节头呈圆柱状，运动环节可绕垂直轴或自身的长轴作回旋运动，也称车轴关节。

2019/8/368?双轴关节：双轴关节包括椭圆关节和鞍状关节。

??椭圆关节：关节头和关节窝都呈椭圆形。运动环节能进行屈、伸、内收、外展和环转运动，如桡腕关节。

鞍状关节：两关节面均呈马鞍形，成十字交叉结合。可作屈、伸、内收、外展和环转运动，如拇指腕掌关节。

2019/8/369?多轴关节：多轴关节有三个或三个以上的运动轴。多轴关节有球窝关节、杵臼关节和平面关节。

???球窝关节：关节头是球的一部分，呈半球状。可作屈伸、内收外展、回旋和环转运动。此种关节不仅运动轴多，而且运动幅度大，是最灵活的关节，如肩关节。

杵臼关节：关节头近似球体，关节窝很深，关节呈杵臼状。其运动形式类似球窝关节，但运动幅度较小。如髋关节。

平面关节：关节活动性很小，称为微动关节，如肩锁关节和椎间关节，其关节面较平，又称平面关节。此类关节只能作微小的滑动

2019/8/3702019/8/3PlanejointHingejoint712019/8/372关节的运动形式

????矢状面、冠状轴：屈和伸

冠状面、矢状轴：内收和外展

水平面、垂直轴：旋转（旋前、旋后、内外旋、内外翻）

环转：屈伸展收旋联合运动

2019/8/373屈和伸

??伸：两骨之间角度变大

屈：两骨之间角度变小

2019/8/374内收和外展

??内收：骨向正中矢状面靠拢

外展：骨远离正中矢状面

2019/8/375内旋和外旋

??内旋：骨向前内侧旋转

外旋：骨向后外侧旋转

2019/8/376环转运动

?关节在原位转动，骨远端做圆周运动

2019/8/377桡腕关节桡尺侧偏

2019/8/3782019/8/379踝关节背伸/跖屈

2019/8/380踝关节内外翻

2019/8/3812019/8/382拇指对掌

2019/8/383下颌关节上举/下降

2019/8/384下颌关节前伸/后缩

2019/8/385影响关节活动度的因素

?关节面积的弧度差

?构成关节的两个关节面积弧度之差称为弧度差，弧度差越大，则关节的灵活性就越大，如肩关节。反之，灵活性就小，如髋关节。

?关节囊的厚薄和松紧度

?关节囊薄而松弛，则关节灵活性就大。反之，则灵活性就差。

2019/8/386?关节韧带的多少与强弱

?关节韧带多而强，则关节稳固性就好，但运动幅度就小。反之，关节的灵活性就大。

肌肉的伸展性和弹性越大，则关节越灵活，肌肉收缩力强，则关节稳固。因此，发展肌肉的伸展性和收缩力，对提高关节的灵活性和稳固性有重要意义。

?关节周围肌肉的伸展性和弹性

?2019/8/387?关节周围的骨结构

?关节周围的骨性突起，常阻碍关节的运动幅度，如桡骨茎突。突起越大，则灵活性就越小

。

如年龄、性别等因素，对关节灵活性也有一定的影响。

上述各因素中，有一些因素如肌肉、韧带和关节囊等软组织，可以通过柔韧性训练，使他们的伸展性和弹性得到提高。力量训练则使肌肉的收缩力增强，提高其稳固性。这样不仅大大提高了关节的灵活性，同时对加固关节也有重要作用。

88?其他因素

??2019/8/3体育运动对关节形态结构的影响

????使关节面的骨密质增厚，从而能承受更大的负荷

长期运动可使关节面软骨增厚

关节周围的韧带、关节囊和肌腱增粗增厚，同时伸展性也增大。不仅使关节运动的幅度增大，而且稳固性也加强，既灵活又牢固。

关节周围的肌肉体积增大，收缩力增强，对加固关节有重大意义。

2019/8/389运动链

??开放链：运动链的末端呈游离状态，开放链的每一个体段都有特定的自由度，远端比近端更高。一个关节的运动不会带动其它关节运动，通常发生在无负重的活动；

distal-to-proximalcontracton(OKC)2019/8/390??闭合链：如果开放链首尾相连形成闭合状态称为闭合链（胸廓、骨盆），一个关节的运动会带动其它关节运动，通常发生在负重的活动；

proximal-to-distalcontraction(CKC)2019/8/391?当身体的开放链的游离末端一旦有支撑点或握点时则开放链转变为闭合链（俯卧撑、蹲站）

2019/8/392“legpress”引发下肢

开链运动和闭链运动争论热

2019/8/393开链练习

openkinematicchain，OKC?开链的运动特点是各关节链有其特定的运动范围，远端的运动范围大于近端，速度也快于近端。在等速测试评估中观察到，肌肉爆发力指标中到达峰力矩的时间（TPT）,即伸屈膝部肌肉达到最大力量的时间，在OKC短于CKC运动，因此在强化肌力的训练中，肌肉爆发力的训练应选择OKC。

2019/8/394EMGActivityofQuadricepsOpenChain:??EMGactivityincreaseswithdecreasingangleofkneeflexion屈膝角度减小，股四头肌肌电活动增强

2019/8/395闭链练习

closedkinematicchain，CKC?CKC通常在功能位下进行，运动类似膝关节日常生理负荷状态。对于肌肉、骨骼、肌腱、韧带、关节囊都承受一定负荷，运动时对关节及其周围组织的机械性感受器的刺激比OKC运动训练明显，对促进关节平衡功能，膝关节周围组织的协调能力，敏感性的恢复和增强关节稳定性有明显作用。

2019/8/396EMGActivityofQuadricepsClosedChain:EMGrelativelylow&increaseswithincreasingangleofkneeflexion屈膝角度增加，股四头肌肌电活动相对低/增加

2019/8/397?????CKC运动为线性运动，OKC运动有旋转运动。FitzgeraldGK对膝关节ACL重建术后CKC和OKC训练的论述中，认为在两组相关资料的比较，关于功能训练中能否对ACL移植肌腱产生过度应力，导致ACL损伤的问题，仍然认为CKC安全性比OKC要高。

两种训练方法在增加胫骨移动能力时OKC运动产生的剪切力大于CKC。CKC在运动时不增加关节的剪切力和纵向拉力，是对ACL、PCL、半月板重建术后康复起保护作用的训练方法。

在膝关节韧带重建术早期，选择CKC训练方式，提高康复训练的安全性。

2019/8/398??CKC的训练方式，可使数个关节同时运动，刺激关节本体感受器，产生肢体的运动和保护性反射弧活动，有利于保护ACL、CKC中多平面和加速减速运动使运动接近肌力专业训练的运动形式，既加强了协同肌也加强了对抗肌，能充分训练关节整体的协调性和促进关节本体感受器功能恢复，从而促进关节的稳定性。

所以，通常认为CKC运动比OKC运动训练能获得更多的关节功能康复的效果。

2019/8/399??Sofi等随机对照对比研究了开放链与闭合链练习对ACL损伤后股四头肌力量训练的效果，结果表明开放链在提高等速肌肉力量方面效果明显较闭合链要好。

但也有研究证明：全范围的股四头肌开放链训练在膝关节屈曲30°至完全伸直范围内都会引起胫骨向前偏移，并对移植物产生过大的拉力，造成移植物损伤，故在重建手术早期不能采用，主要用于后期的训练。

1002019/8/3?开放链股四头肌运动开始时间早晚的研究

?????BPTB先，BPTB晚

Hamstring先，Hamstring晚

先：术后第4周

晚：术后第12周

测试指标：ROM，KT-2000，等速肌力，疼痛

?结果：Hamstring先组在膝关节松弛方面较其它3组有显著差异；早期开始开放链在增强股四头肌力量方面无明显差异；

AnnetteHeijneSuzanneWerner.EarlyversuslatestartofopenkineticchainquadricepsexercisesafterACLreconstructionwithpatellartendonorhamstringgrafts:aprospectiverandomizedoutcomestudy[J].KneeSurgSportsTraumatolArthrosc(2007)15:402–4142019/8/3101骨关节运动功能障碍

2019/8/3102骨关节畸形

?????先天性原因：先天性假关节

外伤性原因：骨折后变形，骨骺损伤造成的生长障碍

发育性原因：纤维性骨形成异常

代谢性原因：软骨病、佝偻病

炎症性原因：骨髓炎

2019/8/3103伸指肌腱鞘

指伸肌腱越过掌骨头后，向两侧扩展，包绕掌骨头和近节指骨的背面，称指背腱膜，又称为腱帽。它向远侧分为3束：中间束止于中节指骨底；两条侧束在中节指骨背侧合并后，止于远节指骨底。侧束近侧部有骨间肌腱参与；中间部有蚓状肌腱加强。指伸肌腱可伸全部指关节；在骨间肌和蚓状肌协同下，还可屈掌指关节，伸指关节。当中间束断裂时，不能伸近侧指关节；两侧束断裂时，远侧指关节不能伸直，呈“锤状指”；三束皆断时，全指呈屈曲状态。

2019/8/3104BoutonniereDeformity钮扣指

?伸指肌腱中央束在近端指间关节处松弛或断裂

MP过伸，PIP屈曲，DIP过伸

病因：撕裂、脱位、骨折、骨关节炎及类风湿性关节炎

??2019/8/3105SwanNeckDeformity鹅颈指

????MP屈曲，PIP过伸，DIP屈曲

手内在肌挛缩或过度紧张

多见于类风湿性关节炎

Volarplate松弛或断裂

2019/8/3106Swan-NeckDeformity?

FlexionofMPandDIPjointswithassociatedhyperextensionofPIPjoint–usuallyduetovolarplateinjury,butcanhavemanycauses2019/8/3107MalletFinger:BaseballFinger槌状指

????Ruptureoftheinstrinsics(ED)onthedorsumofthebaseofthedistalphalanx.TheathleteisunabletoextendattheDIPCause:caughtinjersey,hittipoffingerImmediatelynoticeable,unabletoextendDIPImmediatetreatment(maintaininextension):potentiallysurgical2019/8/3108TriggerFinger扳机指

（指屈肌腱狭窄性腱鞘炎）

??Thetendonsthatbendyourfingersrunthroughatunnelorsheath.Triggerfingeriscausedbyathickeningonthetendoncatchingasitrunsinandoutofthesheath.拇指更为明显（在MP处有一对籽骨）

1092019/8/3鼻烟窝AnatomicSnuffbox?鼻烟窝位于腕背外侧，由肌腱围成的一个近似三角形的凹窝，其外侧界由拇长展肌腱和拇短伸肌腱构成，内侧界由拇长伸肌腱构成，上界为桡骨茎突。当拇指用力背伸并外展动作时。该窝加深，界线清楚，解剖学上的鼻咽窝，旧称鼻烟壶。

1102019/8/3Finkelstein'stest??芬（Finkelstein）氏征

嘱患者拇指内收于掌心握拳，检查者一手持其前臂，另一手握患拳做极度尺偏活动，患者腕桡侧出现疼痛为阳性，提示患有桡骨茎突部腱鞘炎。

2019/8/3111颈干角

???冠状面颈干角正常为120°～140°，大于140°为髋外翻，小于120°为髋内翻

髋内翻时髋关节负荷增大，髋外展肌作用减弱，站立时患肢呈外旋及轻度内收，骨盆倾向患侧，腰椎凸向患侧，胸椎凸向健侧，最终使内收肌形成挛缩

髋外翻使经股骨干传达的体重负荷更集中于股骨头的外侧顶部

2019/8/3112前倾角

?水平面前倾角在出生时为40°成人为15°

2019/8/3113前倾角增大，使股骨头部分裸露，走路时为保持股骨头处于臼窝内，使腿有内旋倾向，减少股骨在横截面和额状面上动态控制能力，造成行走过程中下肢肌肉（臀大肌、臀中肌、比目鱼肌）伸髋、膝关节功能减少至少10%。反之使腿外旋

2019/8/3114Greg'stestantiversion

?被测试者俯卧，屈膝90°，测试者一手置于股骨大转子，另一手被动内外旋髋关节，找到股骨大转子突出最明显的活动位置，测小腿与地面之间夹角。

2019/8/3115槌状趾

??跖趾关节及远端趾间关节过伸，近端趾间关节屈曲

Ligamentsandtendonsthathavetightenedcausethetoe'sjointstocurldownwards.Thereisoftendiscomfortatthetoppartofthetoeduetorubbingagainsttheshoe.2019/8/3116足弓

??维持纵弓结构：跖侧跟舟韧带、足底腱膜、胫骨前后肌、踇长屈肌、腓骨长肌

吸收震荡，保护足底神经、血管免受压迫

2019/8/3117Longitudinalarches?纵弓：内侧由跟骨、距骨、舟骨、三块楔骨和内侧3块跖骨组成；外侧由跟骨、骰骨和外侧2块跖骨组成

2019/8/3118Transversearches?横弓：由骰骨、3块楔骨和跖骨组成

2019/8/3119关节退行性病变

??骨萎缩：发生于局部的称为骨萎缩，发生于全身性萎缩称为骨质疏松症；原因包括压迫性、废用性、老年性、神经性（如小儿麻痹）等

骨质疏松症

???原发性：分为Ⅰ型为高转化型，绝经后，由破骨细胞介导，快速丢失主要为小梁骨，特别是脊柱和桡骨远端；Ⅱ型为低转化型，老年人，与高龄、慢性缺钙、骨形成不足有关，主要侵害椎体和髋骨。

继发性：继发于其它疾病，如甲亢、长期卧床、制动等。

特发性：常有家族遗传史，多见于8~14岁青少年，女性多于男性。

2019/8/3120??退行性骨关节病：颈椎病、腰椎间盘突出、椎管狭窄、退行性四肢骨关节病（骨关节炎）

异位骨化：多见于软组织中（肌肉内、肌腱内、韧带内、关节囊内、关节软骨内），脑外伤、脊髓损伤、脑血管病等。

?可能机制：过度活动等外界因素及病损致肌肉制动、植物神经功能障碍等内部因素导致局部软组织出现淤血，局部组织的营养状态失常；组织中存在异常多的钙、磷等，使得成纤维细胞及成骨细胞充分发挥功能形成骨化。

1212019/8/3关节挛缩

???关节挛缩：由关节囊、韧带、滑膜等因炎症及损伤所形成的关节挛缩，如滑膜炎、类风湿性关节炎等。

软组织性挛缩：由于皮肤、肌肉、肌腱、神经等关节结构以外的软组织失去原有弹性的状态，导致关节活动范围受限。

肌源性挛缩：肌肉自身因素包括外伤性、炎症性、变性性、缺血性；肌肉以外因素导致肌源性挛缩包括痉挛性、弛缓性、力学因素（截肢）

2019/8/3122关节强直

?由关节面粘连导致无法被动活动关节的状态，也有人将关节强直定义为关节软骨、关节囊、韧带等关节结构的变化导致关节活动范围受限

??软骨损伤致关节强直：血供差致不愈合，形成关节内的粘连、滑囊的增生和纤维化；

滑膜变化致关节强直：关节固定后关节腔内出现纤维、脂肪、结缔组织增生、瘢痕粘连

?关节挛缩与关节强直之间多难以准确区分，在形成关节挛缩与关节强直过程中可以同时存在多个因素。

1232019/8/3关节松弛

??表现为关节活动范围过大

常见原因有：

?????外伤性（韧带断裂、关节囊受损等）

炎症性（炎症使关节囊被牵张）

神经性（小儿麻痹）

先天性（肌张力低下）

相邻关节的代偿（足下垂后形成膝过伸）

2019/8/3124肌肉生物力学

2019/8/3125粗肌丝

?粗肌丝由肌凝蛋白（myosin，亦称肌球蛋白）组成。肌凝蛋白分子形似豆芽状，有一个长长的杆和一个头部，约200～300个肌凝蛋白分子组成一条粗肌丝。其杆部朝向M线，整齐排列聚合成束，头部则规律地由粗肌丝伸出而突向细肌丝，称作横桥（crossbridge）。安静状态时，横桥呈90°角垂直地排列在粗肌丝表面。横桥能与肌动蛋白结合并具有ATP酶的作用。

1262019/8/3细肌丝

?细肌丝由三种分子构成，肌动蛋白，原肌球蛋白、肌钙蛋白（7∶1∶1）。其中肌动蛋白与上述肌凝蛋白直接参与肌丝滑行，被称为收缩蛋白；原肌球蛋白与肌钙蛋白对肌丝滑行有调节作用故称为调节蛋白。

2019/8/3127粗细肌丝结构

2019/8/3128运动终板（神经肌肉接头）

?运动神经纤维在到达神经末梢处时先失去髓鞘，以裸露的轴突末梢嵌入到肌细胞膜上称作终板的膜凹陷中，但轴突末梢的膜和终板膜并不直接接触，而是被充满了细胞外液的接头间隙隔开。

2019/8/3129肌的辅助装置

?筋膜：

??浅筋膜（皮下筋膜）：位于皮下，包被全身各部，由疏松结缔组织构成，内富有脂肪。

深筋膜（固有筋膜）：由致密结缔组织构成，位于浅筋膜的深面，包被体壁、四肢的肌肉和血管神经等。在四肢，深筋膜插入肌群之间，并附着于骨，构成肌间隔，将功能、发育过程和神经支配不同的肌群分隔开来，与包绕肌群的深筋膜构成筋膜鞘保证其单独

活动。

2019/8/3130?肌筋膜室综合征是由于肌筋膜潜在的解剖空间的压力增高导致缺血，从而引起肌肉、神经损伤，最后以纤维组织取代了肌肉和神经组织。肌筋膜室综合征的并发症包括肌肉挛缩、肌肉坏死、横纹肌溶解甚至肾功能不全、死亡。其主要的病理改变是肌筋膜室压力超过供血血管压力时，造成组织缺血。

2019/8/3131??急性肌筋膜室综合征的主要病因是外伤后广泛的软组织损伤伴或不伴骨折。慢性肌筋膜室综合征常由于运动因素或非运动因素，例如肿瘤、感染等引起。

慢性肌筋膜室综合征诊断试验是运动后肌筋膜室压力的测定，一般在运动以后休息5min后肌筋膜室的压力低于10～15mmHg，超过15～20mmHg时可诊断为慢性肌筋膜室综合征，严重时达到30mmHg。

2019/8/3132运动单位

???概念：即运动的功能单位，即一个脊髓α运动神经元或脑干运动神经元及其支配的全部肌纤维所构成的一个功能单位。

数量：眼肌（1：5），手肌（1：340），腓肠肌（1：1800）。

前者有利于支配肌肉进行精细运动，后者有利于产生巨大的肌张力。

1332019/8/3肌肉力学特性

?伸展性和弹性

?离心运动对骨骼肌收缩特性和材料特性的影响，采用美国产MiniMAT2000微型材料实验机(Mini2MAT2000MiniatureMaterialsTester）对骨骼肌收缩力和拉断力进行测试

2019/8/3134?运动单位募集（有序募集）：运动神经元的兴奋性与细胞大小呈负相关，其抑制性与细胞大小呈正相关，即受抑制时，首先是大运动神经元被抑制，最后才是小运动神经元被抑制，这种现象称为运动神经元活动的“大小”原则。

?中枢神经系统内，小运动神经元兴奋性高，阈值低，在较低刺激下即可发生放电，大神经元的兴奋性低，阈值高，需较大刺激才能启动放电。

?张力较小时被调节的运动单位也较小，可使调节较为精细

1352019/8/3?生理意义

?更完善、更精确地控制肌肉收缩时的各种参数，免去上位运动中枢对肌力控制细节的编码，简化了计算程序，保证了肌力能平滑地增减，从而获得最佳的运动模式。但在某种意向性运动时，大运动神经元也可先于小运动神经元兴奋。

2019/8/3136影响肌力的因素

??肌肉的生理横断面：切断所有肌纤维的横断面，比肌力3.6kg/cm2，肌肉绝对肌力=肌肉生理横断面X比肌力。

肌肉的初长度（最适初长度，静息长度的1.2倍，投掷铅球必须充分屈曲肘关节，以尽可能牵张肱三头肌，利用肱三头肌收缩力量抛铅球）。

2019/8/3137??肌肉的募集率

肌纤维走向与肌腱长轴的关系：肌纤维与肌腱成角连结，羽状连结的肌纤维越多，成角也越大，肌肉越粗，能产生较多的力，如腓肠肌；而比目鱼肌肌纤维与肌腱的连结很少成角，故具有较高的持续等长收缩力

2019/8/3138?杠杆效率：肌肉收缩产生的实际力矩输出受运动节段杠杆效率的影响（髌骨切除后伸膝力矩将减小约30%）

2019/8/3139影响骨骼肌收缩的因素

???前负荷：肌肉收缩前所承受的负荷

初长度：前负荷使肌肉在收缩前就处于某种程度的被拉长状态，使它具有一定的长度。

最适初长度：

??在这一初长度下收缩可以产生最大的主动张力，收缩速度最快，做功效率最高。

初长度增加超过某一点时肌张力不会增大反而减小，初长度减小收缩产生张力也会下降

2019/8/3140长度-张力关系（前负荷或肌肉初长度对肌肉收缩的影响）

?????反映等长收缩

骨骼肌主动张力由肌动蛋白与肌球蛋白之间的重叠部位大小决定

当肌小节长度为3.65um时无主动张力（肌动蛋白与肌球蛋白无重叠）

当肌小节长度为2-2.2um时主动张力最大（肌动蛋白与肌球蛋白最佳重叠）

肌小节长度超过最佳长度时产生被动张力

2019/8/3141??后负荷：肌肉在收缩过程中所承受的负荷（不增加肌肉的初长度，但能阻碍收缩时肌肉的缩短）

肌肉收缩力（肌肉的生理横断面、肌肉的初长度、运动单位募集、肌纤维走向与肌腱长轴的关系、骨关节的杠杆效率等）

2019/8/3142张力-速度曲线（肌肉后负荷对肌肉收缩的影响）

??????反映动态收缩（等张收缩）

在一定范围内,肌肉的收缩速度与后负荷呈反比关系。

离心性收缩时肌肉的绝对张力很大

后负荷减小时使肌肉产生的张力减小，但可得到一个较大的缩短速度。

当后负荷理论上为零时可能得到该肌肉在当时的功能状态下的最大收缩速度

肌肉的缩短速度取决于横桥周期的长短，而收缩张力则取决于每瞬间与肌动蛋白结合的横桥的数目。

2019/8/3143相对力量

100%95%90%75%50%25%10%5%0%收缩速度（Vmax)0.0%1.0%2.2%6.3%16.6%37.5%64.3%79.1%100.0%2019/8/3144运动的基本类型

按肌肉收缩的形式分类

等张收缩：又称动力性收缩，是指肌肉?收缩时肌张力不变，肌纤维长度发生改变，产生关节运动。是肢体活动时肌肉收缩的主要形式。根据肌肉中肌纤维长度变化的不同可分为等张缩短（向心性收缩）和等张延长（离心性收缩）。

2019/8/3145向心性收缩与离心性收缩

?肌肉收缩产生张力的同时被拉长的收缩称离心收缩，目的是控制肢体的动作速度，神经调控比较复杂，在精细运动中涉及较多

1462019/8/3?当外负荷为零时，对肌肉无影响，肌肉将有最大速度的向心性收缩；随负荷增加肌肉的缩短将变缓慢，当外负荷等于肌肉产生的力量时，肌肉不再缩短，速度为零，呈等长收缩；当外负荷进一步增大，肌肉呈离心性延长，负荷越大，离心性延长越大，这种延长随负荷的加大而加快。

2019/8/3147等长收缩

?又称静力性收缩，是指肌肉收缩时起止点之间的距离无变化，但肌张力明显增高，不产生关节运动。

2019/8/3148

等

长

增强肌张力

训练关节活动度

训练的肌纤维类型

对仪器的要求

全身疲劳

姿势稳定性

++++－

Ⅰ和Ⅱa少或无

不明显

不受影响

等

张

+++Ⅰ

较多

较明显

有一定的影响

运动中对力的评定

动作复杂性

ROM受限时训练

因速度为零较困难

低、易掌握

能进行

容易

较大

不能进行

训练效果

心理效果

屏气现象

出现慢

较差

++较快

因患者可目睹较佳

－

血压上升

加重心脏负担

2019/8/3++++±

±

149关节的运动分析

???关节的运动形式（屈？伸？内收？外展？内旋？外旋？）

重力的作用（助力？阻力？）

运动速度（快？慢？）

2019/8/3150??

等速收缩：这是一种不能自然形成的收缩，需由仪器从外界向肢体提供一种可随收缩过程而变化的阻力，使收缩引起的角速度保持一个恒定的数值才能产生。

CybexBiodexCon-trexKin-comIsomed2019/8/3151等速收缩的优点

???运动时在关节活动范围的每一点上都遇到最大的阻力（顺应性阻力），但不妨碍继续运动，锻炼效果最佳；

不仅可刺激Ⅰ、Ⅱa型纤维，而且还可刺激Ⅱb型快收缩的白肌纤维，可全面锻炼肌肉；

定量准确，从力矩和角度曲线上可以测出多项指标，重复性好。

2019/8/3152等速收缩的缺点

???仪器复杂昂贵；

费用高；

费时间。

2019/8/3153按完成动作的主动用力程度分类

??被动运动：是指肌肉不作主动收缩，完全依靠治疗者的徒手、器械或者患者本身的健康部位被动活动的运动。

助力运动：是指在外力的辅助下，通过患者主动收缩肌肉来完成的运动或动作。助力可由体疗人员或患者健肢提供，亦可利用器械、滑轮、引力和水的浮力帮助完成动作。

2019/8/3154?主动运动：是指运动时患者既不需要助力，也不用克服外来阻力，通过自己主动收缩肌肉来完成。

?抗阻运动：也称负重运动，是指在运动过程中须克服外来阻力所进行的主动运动。

牵引运动：是用被动或主动的方法对局部进行强力的牵拉。被动牵引时牵引力由治疗师或机械设备提供；主动牵引时牵引力由拮抗肌的收缩提供。

155?2019/8/3肌肉的类型

?????原动肌：直接完成动作的肌群；其中主要作用者称为主动肌；协助完成动作或仅在动作的某一阶段起作用者称副动肌；

拮抗肌：与原动肌作用相反的肌群

固定肌：为了发挥原动肌对肢体运动的动力作用，必须将肌肉相对固定的一端所附着的骨骼充分固定（上臂体侧屈肘位腕屈伸活动时固定肩肘的肌群）

中和肌：抵消原动肌收缩时所产生的一部分不需要的动作（扩胸时斜方肌和菱形肌互为中和肌，斜方肌除扩胸外还使肩胛下角外旋，菱形肌扩胸同时还可使肩胛下角内旋）

协同肌：副动肌、固定肌和中和肌统称为协同肌

2019/8/3156交互抑制原理

???传入侧枝性抑制又称为交互抑制。一个感觉传入纤维进入脊髓后，一方面直接兴奋某一中枢的神经元，另一方面发出其侧枝兴奋另一抑制性中间神经元，然后通过抑制性神经元的活动转而抑制另一中枢的神经元。

意义：使不同中枢之间的活动协调起来

例子：屈肌反射（同时伸肌舒张）

2019/8/3157肌纤维类别

特征

形态特征

肌纤维大小

肌浆网

运动神经元

相对肌纤维数量/运动单位

毛细血管（最大血流量）

生理特征

收缩速度

肌浆网吸收钙能力

肌张力

耐疲劳

力发挥效率

动员阈值

神经冲动传导速度

代谢特征

线粒体

线粒体有氧能力

糖原储备

肌球蛋白ATP酶

线粒体无氧代谢能力

2019/8/3Ⅰ(SO)小

不发达

细

少

多

慢

低

低

高

高

低

慢

多

高

多

少

低

Ⅱa(FOG)最大

发达

粗

中等

中等

快

高

高

中等

低

高

快

多

中等

多

多

中等

Ⅱb(FG)大

发达

粗

多

少

快

高

高

低

低

高

快

少

低

少

多

高

158?各类肌纤维在运动时被募集的程度不同，故而乳酸的生成量也不一样

Ⅰ型肌纤维属缓慢氧化型；

Ⅱa型称快速氧化型，有较高的氧化能力和中度的糖酵解能力，适合于跑和踏自行车等持续性长的活动；Ⅱb型肌纤维属快速糖原分解型，糖酵解能力非常高，生成乳酸多；运动强度越大，氧供应不足时Ⅱb型肌纤维被募集越多，肌乳酸生成量也就越多，适合于无氧代谢活动；

Ⅱc目前认为可能是Ⅱa和Ⅱb过渡型

?2019/8/3159??骨骼肌纤维类型决定于遗传

交叉神经支配可引起肌纤维类型的转变

?骨骼肌快慢肌纤维的神经支配不同，提示改变肌纤维的神经支配可引起肌纤维类型的变化，这种假设在动物骨骼肌交叉神经支配实验中得到证实。将支配猫快肌纤维的神经纤维支配慢肌纤维，或用支配慢肌纤维的神经纤维支配快肌纤维，结果发现，数周后，被交叉支配的肌纤维类型发生了变化，说明肌纤维类型并不完全取决于遗传，改变后天因素可以引起肌纤维的相应变化。

1602019/8/3运动训练对肌纤维类型的影响

?训练引起肌纤维组成的改变

????近年来的研究表明，长期系统训练可导致肌肉结构和功能产生适应性改变，而使肌纤维百分比组成发生改变。

有报道，经7周最大等动训练后，慢肌纤维比例减少，而快肌纤维比例增多；

也有研究表明，大强度抗阻训练可使Ⅱb纤维转化成Ⅱa纤维；低频电刺激可使快肌转化成慢肌。

目前比较公认的观点是运动训练无法引起I型肌纤维向II型肌纤维的转化，即慢肌向快肌纤维的转化，而运动训练能否引起II型向I型肌纤维的转化还待于更多的实验证实。

2019/8/3161?训练对肌纤维形态和代谢的影响

???实验证明，训练能使肌纤维形态和代谢发生明显的适应性改变，表现为肌纤维选择性肥大和代谢专门性。

耐力训练能引起慢肌纤维选择性肥大，力量训练能引起快肌纤维选择性肥大。

耐力训练的运动员腿肌中与氧化供能有关的琥珀酸脱氢酶活性增强，而与糖酵解及磷酸化供能有关的乳酸脱氢酶和磷酸化酶活性无显著性增加，而短跑运动员恰恰相反。耐力训练不仅能明显增加慢肌纤维线粒体数量、容积密度，琥珀酸脱氢酶活性，提高慢肌纤维的有氧能力，而且也能提高快肌纤维琥珀酸脱氢酶活性，使快肌纤维也发生有氧能力增长的适应性变化，而大重量力量训练使肌纤维面积增大，而线粒体数量增加很少，线粒体容积密度相对降低，有氧能力反而降低。

2019/8/3162??一般人群50%~55%Ⅰ型，30%~35%Ⅱa型，15%Ⅱb；爆发力量型（短跑、铅球）高百分比Ⅱ型；耐力型（长跑、越野）高百分比Ⅰ型（80%）

肌纤维的神经支配决定其类型，故每个运动单位的肌纤维只有一种类型，人、动物经电刺激后可改变肌纤维类型。

??Ⅰ不能转化为Ⅱ；Ⅱa不能转化为Ⅱb；

Ⅱb可以转化为Ⅱa：HighIntensityResistanceTraining大强度抗阻训练（80%1RM，6~8次/组，3组/天，5天/周），男性需要4周，女性需要2周。

?肌纤维类型也取决于遗传因素

1632019/8/3影响骨骼肌比例的因素

?功能方面，以维持身体姿势为主的骨骼肌中，慢肌纤维所占百分比较高，如比目鱼肌中的慢肌纤维约占89％。在以动力性工作为主的骨骼肌中，慢肌纤维所占百分比较低，如肱三头肌的慢肌纤维只占45％。

2019/8/3164性别方面，研究表明女性慢肌纤维比男性多，因此，女性爆发力比男性差。也有人通过对双生子股外侧肌的研究，认为女性慢肌纤维比男性低，为49.1％︰55.9％。从骨骼肌代谢特征来看，男性肌肉中快肌纤维代谢占优势，如男性肌肉Ca2+激活ATP酶、磷酸肌酸激酶、乳酸脱氢酶的活性比女性高15％～67％。这种现象的出现也可能与男性分泌的睾丸酮(雄性激素)数量多有关。

?2019/8/3165??年龄方面，一般认为青少年时期肌纤维类型的百分比组成无太大差异。20～29岁后，随着年龄增长，慢肌纤维百分比增加，快肌纤维百分比下降。而且快肌纤维的面积也随年龄的增长而减小，而慢肌纤维的面积基本保持不变。

遗传方面，对单卵双生子和双卵双生子骨骼肌中两类肌纤维分布的研究发现，单卵双生子之间的肌纤维分配极为一致，对内变异远较双卵双生子为小。这表明骨骼肌纤维的百分比组成配布可能是由先天遗传决定的。

2019/8/3166??慢肌纤维更易发生萎缩：主要功能是持续收缩以维持姿势

下肢骨折使用肘杖不能负重的病人（最常见的比目鱼肌萎缩）

2019/8/3167肌肉运动点

?运动点就是当电流刺激肌肉或支配该肌肉的神经时，最易引起兴奋的部位。运动点可分为神经运动点和肌肉运动点。

??正常肌肉的运动点常为近肌腹区运动神经进入肌肉的接点部位。

神经运动点为神经的解剖部位最表浅而接近皮肤处。一条较长的神经可以有几个运动点。

2019/8/3168单关节肌与多关节肌

????单关节肌作用于一个关节

多关节肌作用于多个关节

主动不足：多关节肌在一个关节运动时已经缩短，在另一个关节运动时再继续缩短有困难，此现象称主动不足。如伸膝后再屈髋（股四头肌）

被动不足：多关节肌在一个关节运动时已经被拉长，在另一个关节运动时再继续拉长有困难，此现象称被动不足。如伸膝后再屈髋（腘绳肌）

2019/8/3169肌肉运动功能障碍

2019/8/3170肌肉的病理状态

??假性肌肥大：肌肉体积增大，触及坚硬，但力量减弱，常见于腓肠肌和三角肌，如进行性肌营养不良的假性肌肥大，这种肥大是萎缩的肌肉纤维周围蓄积有脂肪组织和结缔组织所致，并没有肌纤维的增大。

进行性肌营养不良：为原发性肌病，与遗传因素有关，基因缺乏（骨骼肌和心肌细胞膜缺乏抗肌萎缩蛋白）。

2019/8/3171???肌肉萎缩：由肌原纤维的减少导致肌纤维萎缩出现肌纤维直径减少，原因有废用性、失神经性、缺血性等。

肌肉变性：肌细胞异常产生空洞与节段化

肌肉挛缩：先天性、纤维性（肌注）、神经性（痉挛）、制动性（固定、制动、废用性）

2019/8/3172肌力减退

?????肌肉最大收缩所产生的张力减少的状态

年龄因素

废用性

肌源性：进行性肌营养不良、多发性肌炎

神经肌肉接头病变：重症肌无力，乙酰胆碱受体抗体介导的、依赖细胞免疫及补体参与的一种神经肌肉接头传递障碍的自身免疫性疾病，主要累及神经肌肉接头处突触后膜上的乙酰胆碱受体

1732019/8/3??神经源性：周围神经源性、中枢神经源性

肌源性肌萎缩主要出现于近端肌肉、腱反射减弱或消失，无肌纤维颤动，不伴感觉障碍；而神经源性肌萎缩见于远端肌肉，腱反射可能亢进、消失或减弱，可能有肌纤维颤动及感觉障碍。

2019/8/3174肌张力异常

??肌肉在安静时保持一定的紧张度即为肌张力

肌张力异常有两种情况，肌张力增强与肌张力减退。

2019/8/3175肌张力增强：痉挛

??痉挛由不同的中枢神经系统疾病引起，是以肌肉的不自主收缩反应和速度依赖性的牵张反射亢进为特征的运动障碍，是上运动神经元综合征的一个组成部分。

牵张反射的亢进状态

2019/8/3176分类

???脑源性痉挛：单突触传导通路的兴奋性增强、抗重力肌过度兴奋导致偏瘫体态

脊髓源性痉挛：节段性多突触通路抑制消失、兴奋状态在刺激积累下逐渐提高、一节段传入冲动诱发多个节段的反应、屈伸肌过度兴奋

混合性痉