运动系统生物力学

第二章运动系统的生物力学特性教学目标1、了解运动系统的生物力学特性

2、掌握骨组织的生物力学性质第一章运动中的生物力学问题力(force)是一种作用，它能改变受力物体的静止或运动状态。它无处不在，没有力就没有世界，例如太阳的引力，地球的重力，水的浮力和压力等等。对力进行广泛综合研究的学科称为力学(mechanics)。当力作用于人体和其他生物体上并加以研究的学科，则称之为生物力学在康复治疗中常以运动治疗作为主要方法。决定其有效性的主要因素是骨骼系统对力的耐受性及其活动性，也即肌肉收缩所产生的力，驱动骨骼围绕关节进行活动，并通过活动达到增强肌力，改善关节活动状况，提高心、肺代谢等功能，促进神经功能恢复等效果。因此，正确认识运动器官各部分的力学特性及其与运动之间的相互关系极为重要，而运用运动疗法对躯体进行功能训练，则更需要生物力学理论为指导。作用于人体的力人体经常受外力和内力这两大类力的影响：1．外力是指外界环境作用于人体的力。(重力、支撑反作用力、摩擦力、流体作用力等)各种外力经常被用来作为运动训练的负荷，这种负荷要求肢体运动的方向和力量与之适应，从而选择投入工作的肌群及其收缩强度，这是肌力训练的方法学基础。

2．内力是指人体内部各组织器官间相互作用的力，

(1)肌肉收缩时产生的力(2)各组织器官间的被动阻力(3)各内脏器官的摩擦力(4)内脏器官和固定装置间的阻力(5)血液淋巴液在管道内流动时产生的流体阻力各种内力总是相互适应，以维持最佳活动，例如为克服重力对血液流动的影响，有时需要肌肉收缩来帮助血流循环。骨组织的生物力学骨骼系统的作用是保护内脏器官并为肌肉提供坚强的动力联系和附着点，以利于肌肉收缩和身体运动。骨具有实现该目的所需的力学性能。除此之外，骨具有自我修复的能力，并能根据力学的需要改变其性能和外形。在持久运动后其承受最大应力的骨骼可以产生相应的改变，可见到骨皮质增厚，骨密度增加，甚至可以见到骨粗隆增大；而在肢体废用后则可以见到相反的改变。在骨折愈合的过程中和进行某些手术后，可发现骨形状的改变。这些都说明骨对其承受的力具有一定的适应能力。骨的力学性质强度和刚度是骨的重要力学性质强度是材料承受负荷时抵抗破坏的能力，用极限应力表示。刚度是材料在受载时抵抗变形的能力。经典假想图载荷人体在日常生活和体育运动中时刻受到外力的作用，包括载荷和约束力，载荷就是人体所受外力的一种。载荷可分为：拉伸、压缩、弯曲、剪切、扭转和复合载荷（下图）。载荷预的几岂种形祝式骨承卵受不殖同载蛾荷的置能力肌肉仁活动君对骨让应力联的影愤响应力芳-应踩变当材久料在本外力铁作用展下不爹能产昼生位春移时利，它惰的几灶何形毙状和翅尺寸惩将发孤生变揪化，慕这种战形变策就称础为应刻变（外力）。沃材料就发生耻形变像时内淡部产另生了拉大小疲相等倘但方挎向相鞋反的凉反作澡用力娃抵抗若外力外．把衰分布偶内力愁在一奶点的漠集度证称为裂应力假（内部伙抵抗挥力）应变盐与变图形重心质和重甜量应力枝骨折否疲筒劳骨栋折应力朗性骨屡折病首因探切究又称炎疲劳遵性骨穗折或同积累比性劳建损，桥是一境种过算度使辆用造冠成的懂骨骼架损伤悼，当秀肌肉广过度男使用刺疲劳以后，盈不能如及时卸吸收唤反复萝碰撞萝所产目生的廊震动不，将代应力束传导酒至骨缠骼，梳这样胶长期摄、反槐复、打轻微篇的直饿接或姑间接蜜损伤刑可引歌起特馒定部获位小最的骨夫裂或晶骨折墓。多市发生潮于身井体承鸦重部夺位，印如小蔽腿胫钓腓骨译和足药部(樱跟骨教、足绑舟骨脾、跖菊骨)匀。易桨患人卵群为蜘足部煎承重饰较多撑的运灶动员啦，如皱篮球称、足电球、载网球恳运动出员，韵以及巴田径熔、体全操运辫动员役和芭狸蕾舞拴演员骆及军浑人的熄超负侮荷大越强度脉训练应力车性骨被折病惜因探译究应力捆性骨钞折是侄骨的另机械乌强度今崩溃订所产廉生的柄骨折耽，产租生崩息溃的捧因素缺有：捎1成、持产续、右长期蔽或反需复的捕应力联作用安于受化力的幻玉骨肤2、牺骨本漆身的暖强度虑。常躺见于歼足部居的应泼力骨迷折是座第二选跖骨桃、跟磨骨、臭距骨梦、腓炊骨、夺舟状拆骨存趣在解师剖学多缺陷绢。小脚儿以者跟骨博为多宏见，兵距、坟腓骨迎则在最成人词与小茄儿均专可产袜生。春第二矛跖骨井则以勤运动透员，侨新兵观训练肚期尤只其是腐女性瓶新兵较(约乎占新启兵的芬25全%)剖为多碗见。用疲劳需骨折扰的外裹伤史找可模姻糊不装清。陵在活燃动后红出现夹疼痛猫，休事息后件即缓绝解。武病骨兴受应恭力后采即有状痛。啦检查捆见局漂部肿慎胀、较压痛紫。早娱期X壮线片防见骨篇折线蹦不清讯，后舌期才参见清来晰的兰骨折标线，俊并有慎骨痂轻形成互。经典睁的应扔力-滴应变结曲线塑性原变形芬与屈免服塑性婆变形挺（P骄la阔st魄ic缓D钥ef织or帆ma蒙ti返on洞）的膝定义孕是物茶质-蒜包括礼流体估及固戒体在熊一定袜的条毙件下团，在严外力赌的作晃用下删产生设形变滨，当茅施加崇的外露力撤糟除或田消失非后该亿物体图不能恩恢复古原状什的一它种物晴理现圾象。当应锐力达坐到一鸡定值眨时，趣应力宇虽不矩增加泊（或唐者在来小范鸡围内膝波动育），计而变益形却球急剧援增长担的现槽象，半称为蚂屈服汤现象易。灾即，原材料焰受外某力到顶一定振限度猛时，歪即使锻不增荐加负野荷它比仍继罢续发全生明六显的节塑性签变形章。这萄种现临象叫豪屈服抓。（原压断中骆驼片脊梁暮的最度后一漆根稻犁草）塑性置变形永久轮性变帖形：（均洪匀）月塑性逝变形序阶段不均密匀塑委性变佳形阶闸段（迷断裂竞阶段谅）弹性拾极限屈服钟极限强度谜极限骨组欢织结算构骨骼单是由骨密困质和训骨松闭质组成等。这提两种东骨的贤类型仰可以野看作倾是孔墙隙率秒大范夏围变盈化的耻一种献材料船。孔誓隙率陈指的腐是非子矿物算组织刺(非蹲骨组彻织)猫所占行骨容句积的渔比率鼻，以否百分墓比表科示。料骨密纸质的以孔隙榆率为抛5％驱一3夹0％风，而钱骨松时质为敌30屈％～团90方％。黄骨密炮质较拐骨松饿质坚励硬，英断裂藏前能摆承受忌较大兄的应宫力，屋而能长承受缠的应估变则定较小惹。在命体外文承受魔的应翠变超足过原疮长2嚷％时剑，骨贼密质会断裂愁；而泳骨松培质在象应变捏超过吉7％绣时才昨断裂顽。这姐是由社于骨亏松质炸的多胞孔性雅结构勺具有镜较高势的能冤量储肝存量芳。骨悲密质论和骨面松质材均呈使各向因异性永(a挣ni及so拥tr权op胶y)后。各市向异挖性是笑指在昆不同额方向练受载呢显示帮不同萌的力辫学性咬能。金由于阁骨的牲结构先在横励向和穿纵向娱各不渡相同杰，因漂而骨令的强抛度也块随所促加载她荷的融不同振方向巨而异盈。运动宏系统作由骨衔、骨镇连结词和骨植胳肌蹦组成晃，全身既的骨忌通过烫骨连剪结构店成骨饰胳。骨骼轿构成预人体洪的支殖架，夕并赋悬予人问体基岸本形像态，崖起着却保护皇、支款持和语运动崖的作迅用。骨骼帖肌借恰肌键致附着胃于相爸邻两叙块骨描的骨匀面上涂，收站缩时辅以骨饶连结响为支扑点，献牵引亿骨改刑变位种置，菜产生沃各种稀运动奋。在裕运动散过程日中，目骨是纪杠杆贸，骨愧连结植起枢罚纽作汽用，贫骨路暂肌则燥是运纤动的帖动力辱器官湾。骨与奔骨连戏结一、逃概述（一删）骨残1挖.骨殃的分征类：肝长骨父,短木骨,笨扁骨攀,不深规则探骨歪2.梳骨的棚构造矩：骨汇膜(肉结缔宁组织斧膜)扫；骨防质(中骨密接质，胶骨松撤质)族；骨腾髓.运动尸系统3骨筝的化钞学成赞分和废物理化特性（1蕉）化涂学成晚分：凤有机检物为悟胶原么纤维感和粘稀蛋白矮；无属机物盆主要最是碱治性磷夜酸钙何为主缩慧的钙植盐。（2面）物纽奉理特久性：份有很对大的泉硬度批和一束定的责弹性滑；可慰塑性轮强。（二拍）骨示连结1.贵直接璃骨连牲结：丽借结固缔组塔织、勺软骨闻或骨尊相连饮结，恩其间锻无间彩隙活熟动范臂围小。纤眠维连么接；砍软骨士结合贫；骨乘性结寺合。2.跪间接碑连结恼或关俱节：障借膜党性囊们互相吓连结妈，其慎间有评间隙备，活副动性布大（1鞭）关拒节的躲基本票构造疏：关节述面、揉关节仙囊、商关节羡腔。（2婆）关质节的竭辅助赠构造典：韧托带、钥关节膀盘、窜关节陷唇。（3杰）关尘节的顾运动二、疯人体碧骨骼躬的组中成（一舞）躯走干及叙其连洗结1.摄脊柱温：颈嘴椎7俊、胸旬椎1讨2、是腰椎硬5、暴骶椎屠5和令尾椎素4~请5。（1夜）椎惠骨的由一般密形态每一与椎骨赚都包防括前语方的晃椎体桂和后谋方的率椎弓菊两部伞分。椎塌体和焦椎弓华共同请围成厌椎孔电，全清部椎着骨的叠椎孔沟连续浇而成坛椎管广，其娃中容熄纳脊蒸髓。颠椎体辆和椎值弓相授连的抹狭窄谢部分塌称椎怖弓根滔，其毯上、棵下各拣有一撒切迹销，两痛个相盖邻的困上、锣下切淘迹在绸侧顾围成北椎间骆扎，代脊神浴经和爽血管昆由此腾通过蛛。椎丧弓上字有7朋个突讯起，污其后竹方有映一棘匪突，坐两侧顷各有久一横德突，情上、骑下各者有一诉对上限、下敞关节汁突。（2系）各裙部椎剂骨的开主要夸特征(3耐)椎勉骨间绕的连秋结椎间火盘（相第邻两削椎体畅间的慨纤维雁软骨滋板）贯、椎阴间韧抚带（晴连结饥椎骨纵的结移缔组虎织膜盘）、椎间买关节（由择相邻扮椎骨午的上提下关苍节突游连结茂而成促）。2.麻胸廓由1肃2块渗胸椎秃、劫12屑对肋庸、盒1芦块胸温骨构厌成。（二哈）颅挨骨及赠其连歇结1.逝颅的需组成脑颅迎：8溜块，额滔骨、芝筛骨凝、蝶价骨、墓枕骨导各一峡块；摔顶骨扩、颞倚骨各固2块面颅砌：1培5块，梨感骨、剧下颌拜骨、迈舌骨秤各一终块；草上颌燥骨、广鼻骨留、泪闭骨、康颧骨弦、腭前骨、乞上鼻吧甲骨域各2溜块晨。2.伤颅窜的整揭体观颅底傲内面托：颅前网窝、俘颅中塑窝、座颅后患窝颅底奏外面颅前测面观保：眶堪，骨舟性鼻沸腔颅的保侧面舱：3.财新生垮儿颅竖的特俯征及锐生后束变化英：相对巩较大，占询身高许1/锻4，疫成人他仅占恰1/胶7；脑颅尊大于列面颅；许