第二章-肌肉骨骼功能学概述

第二章肌肉骨骼功能学概述张杨岳寿伟山东大学齐鲁医院第一节：基本概念第二节：骨骼的力学和功能学第三节：关节的力学和功能学第四节：肌肉的力学原理人体力学杠杆，运动对骨骼、软骨和肌肉的影响生物力学基本概念骨骼、软骨和肌肉的力学和功能掌握：熟悉：了解：第一节基本概念第一节基本概念基本概念生物力学（biomechanics）是研究能量和力对生物系统影响的科学，是力学、生物学、医学等学科相互渗透的学科。人体力学是用力的观点、方法定量描述、研究人体组织和器官力学的医学科学。动力学状态一个力作用于物体，会加速物体的运动、改变物体的运动速度，此为非平衡状态，也称动力学状态。静力学平衡当作用于物体上的合力或合力力矩为零时，物体没有线加速度和角加速度，此时物体保持平衡、静止或匀速运动，称为静力学平衡。人体的力学杠杆第一类杠杆

支点位于力点与阻力点之间2.第二类杠杆

阻力点位于力点和支点之间3.第三类杠杆

力点位于阻力点和支点之间人体的力学杠杆第一节基本概念第二节骨骼的力学和功能学第二节骨骼的力学和功能学一、骨骼的结构骨质骨膜骨髓二、力和力矩

力和力矩能够从不同方向作用于物体，产生拉伸、压缩、弯曲、剪切、扭转及复合载荷。体内骨受到所有这些加载方式的作用，造成骨内部产生形变效应。不同载荷方式示意图第二节骨骼的力学和功能学三、运动对骨骼的影响运动对骨密度的影响骨骼的密度与形态取决于施加在骨上的力，运动可增加骨的受力，刺激骨生长，使骨量增加。反之，骨受力减少可抑制其生长，使骨量减少。第二节骨骼的力学和功能学第三节关节的力学和功能学第三节关节的力学和功能学一、分类（一）按运动类型分类1.不动关节（颅骨）2.可动关节（滑膜关节）第三节关节的力学和功能学不同类型的关节（二）根据关节运动轴的数目和关节面的形状分类1.单轴关节屈戍关节，滑车关节，车轴关节

2.双轴关节椭圆关节，鞍状关节3.多轴关节球窝关节，杵臼关节，平面关节第三节关节的力学和功能学（三）按构成关节的骨数分类单关节复关节（四）按关节的运动方式分类单动关节联合关节第三节关节的力学和功能学二、关节的灵活性和稳定性构成关节的两个面的面积大小之差关节囊的厚薄与松紧度关节韧带的强弱与多少关节周围肌群的强弱与伸展性第三节关节的力学和功能学肩关节和髋关节。肩关节包容1/3，髋关节包容2/3；肩关节关节头大而盂小且浅,两关节面的接触面积小,活动度大；髋关节相对头小窝深,两关节面接触面积较大。肩关节髋关节三、关节软骨生物力学1.关节软骨组成活动关节面的有弹性的负重组织作用：减小关节面反复滑动中的摩擦；润滑、耐磨；吸收机械震荡；传导负荷至软骨下骨第三节关节的力学和功能学三、关节软骨生物力学2.关节滑液由滑膜分泌入关节腔的一种透明的或微黄的高黏滞性液体，是一种血浆透析液3.关节润滑的两种基本形式液膜润滑、边界润滑第三节关节的力学和功能学四、运动对关节的影响适宜的体育锻炼对提高关节负载能力和减小摩擦阻力的影响疲劳可破坏关节软骨第三节关节的力学和功能学第四节肌肉的力学原理第四节肌肉的力学原理一、骨骼肌的分类按其在运动中的作用可分为四类：原动肌(primemover)在运动的发动和维持中一直起主动作用的肌肉拮抗肌(antagonisticmuscles)指那些与运动方向完全相反或发动和维持相反运动的肌肉固定肌(fixationmuscles)为发挥原动肌对肢体的动力作用，对肌肉近端附着的骨骼作固定作用的肌肉二、肌肉收缩形式等张收缩（isotoniccontraction）

肌肉收缩时，整个肌纤维的长度发生改变，张力基本不变，可产生关节的运动。等长收缩（isometriccontraction）肌肉收缩时，整个肌纤维的长度基本不变，所做功表现为肌张力，不产生关节的运动增高。等速收缩（isokineticcontraction）肌肉收缩时产生的张力可变，关节的运动速度是不变的。第四节肌肉的力学原理三、四肢肌肉的力学特征（一）四肢近侧端肌肉的力学特征肌肉形态扁阔，多呈扇形或三角形，其起始部宽广，终止部集中，且整块肌肉可以分为若干部段。近侧支撑时，肌力可以集中施于动点，且具有向多控制性。远侧支撑时，躯干整体性运动加强，且具有保护性。第四节肌肉的力学原理（二）四肢远侧端肌肉的配布特征前臂和手处肌肉以梭形肌具多，使人的手具有特殊的灵活性。小腿肌肉以羽状肌为主，能够担负支撑动作和大量的大负荷的蹬伸运动。小腿处肌肉细长、体积小可以减小该部的质量，以便发挥更大的运动速度。第四节肌肉的力学原理（三）各节段脊柱相关肌肉的特点1.颈椎颈部多裂肌与颈半棘肌为主要的颈深伸肌，节段性附着在颈部椎体上，可维持颈椎的稳定与对神经肌肉的控制。附着在颈部椎体前侧的颈长肌与头长肌（颈深屈肌），主要维持前方的动态稳定与神经肌肉控制。第四节肌肉的力学原理2.胸椎胸部的肌肉分为三层：表层、中间和里层。表层的双侧肌肉同时活动有助于扩展胸腔,单侧肌肉收缩有助于胸部的侧屈和旋转。中层肌肉包括上后锯肌和下后锯肌，这些相对较薄的肌肉对于躯干运动起很小的作用，更多地可能参与通气过程。胸背部的深层肌肉包括竖脊肌群，横突棘肌和短节段肌群。竖脊肌群由棘肌、长头肌、髂肋肌组成，共同附着于骶骨上，附着点又宽又扁，更适于形成跨椎体的大的躯体运动。第四节肌肉的力量和功能学3.腰椎背部肌肉可分为整体运动肌群和局部稳定肌群。整体运动肌群系统中包括大块的可以产生转矩的肌肉，作用于躯干及脊柱，但没有直接附着在脊椎上。局部稳定肌群系统包括直接附着在腰椎的、负责局部椎体稳定的和直接控制腰段的肌肉。