第二章 第一节 骨运动学ppt课件

1、。1，第2章肌肉骨骼系统的运动学，第1节骨骼的运动学。2、3，1。掌握长骨骨干的骨和密骨结构：内膜、外膜、骨板、骨素、密骨和松质骨。骨代谢。骨骼塑形的概念；骨重建的概念和过程；骨重建单位。骨的应力、应变、应力-应变曲线、弹性变形区和塑性变形区。骨头的负荷；拉伸载荷、压缩载荷、剪切载荷、弯曲载荷和扭转载荷。骨骼功能适应性原理。骨形态结构的功能适应性和骨组织结构的功能适应性。4，2。熟悉骨骼血液供应；滋养动脉、骨端、骨骺和干骺端的血管及骨膜血管。骨的淋巴和神经。骨骼变形；有五种基本变形：拉伸、压缩、剪切、弯曲和扭转。骨的生物力学特性；骨的材料力学性能和骨的结构力学性能；骨强度和骨密度；影响骨强度和

2、骨密度的因素。松质骨的粘弹性和蠕变特性。密质骨和松质骨对应力的反应。了解骨骼的机械功能和生理功能。载荷与骨折的关系及骨折的生物力学原理。常见骨折类型与骨骼负荷形式的关系；断裂有五种基本类型：拉伸断裂、压缩断裂、弯曲断裂、旋转断裂和压力复合弯曲。松质骨网格形态与其结构密度的关系。疲劳断裂的原理及其最常见的位置。骨功能适应性与衰老和减负荷的关系。骨生物力学常用指标。骨骼形态、结构和代谢的运动学基础正常成人有206块骨骼，分为躯干骨、颅骨和四肢骨。根据骨骼的外形，骨骼一般分为四种类型：长骨、短骨、扁平骨和不规则骨。长骨通常是长管状的，分布在四肢。从力学角度来看，长骨空心管状结构体现了人体的最佳工程设

3、计，即它能有效地抵抗矢状面和前平面上的弯曲，并能有效地抵抗骨长轴上的扭曲。长骨的形态结构，10，长骨两端扩展成骨骺。骨骺和脊柱之间的关节称为干骺端。儿童期干骺端的骨骺软骨参与骨骼生长。成年后，骨骺软骨板骨化，骨骺和骨干愈合后骨骺线保留，骨生长也停止。骨骺损伤会导致骨骼生长障碍，影响儿童的生长发育。骺板分离或骨折和骨软骨炎是儿童和青少年特有的骨损伤。骺板分离主要由间接外力引起，最常见的外力是剪切力、撕裂力、分裂力和挤压力。短骨通常由几块短骨组成。当受到压力时，骨头紧密聚集形成拱桥结构。因此，它们大多分布在压力大、运动形式复杂、动作灵活的地方，如脚踝和手腕。(3)扁平骨主要分布在头部、胸部和四肢。

4、通常封闭在体腔内以保护内部器官，如封闭在颅腔内的颅骨。(4)不规则骨骼的形状非常不规则，如椎骨。骨结构骨结构包括骨膜、骨髓、关节软骨、血管和神经。骨结构中，骨膜分为骨膜和骨内膜。1)骨膜：覆盖除关节面以外的骨外表面。富含血管、神经和淋巴管，对骨骼营养、再生和感觉有重要意义。膜中有成骨细胞，在婴儿期非常活跃，分裂和增殖，可以分化成成骨细胞并直接参与骨形成。它在成年后会变成静止状态，但它能保持区分一生的能力。当骨损伤发生时，如骨折，它可以重新分化成成骨细胞，形成骨痂，愈合骨折。因此，骨膜剥离后，骨头容易坏死，难以修复。14，2)内皮层：覆盖骨髓腔和松质骨表面。除了长骨骨髓腔的骨内膜外，它还参与(2

5、)骨的主要成分分为密质骨和松质骨。骨的致密结构是复杂的，它由规则的、紧密分层的骨板组成。从外向内，长骨的骨密度为外环骨板层、骨素层和环骨板层。由于其结构致密，骨压块具有很强的抗压和抗拉强度，通常分布在骨表面和长骨的主干上。16，1)外环骨板层由几层骨板组成，这些骨板靠近围绕轴同心布置的表面。外侧与骨膜紧密相连，中间有一根管子，垂直于骨干，横向穿过骨板层，称为穿通管，是营养血管进入骨骼的管道。2)内环骨板层由几层围绕骨髓腔同心排列的骨板组成。最内层与骨内膜相连，还有一根穿透管。3)骨素是致密骨的基本结构单位。它位于内部和外部骨板之间，是致密骨的主体。从骨的横截面可以看出，同心分布的骨板成为不同直

6、径的封闭圆柱体，这种结构也称为哈佛系统。松质骨由针状或片状骨板组成，呈网状并形成骨小梁。小梁骨根据压力和张力的方向排列，并负责机械支撑功能。松质骨的疏松结构和松质骨的力学性能大大减轻了骨的重量，使其达到最大的力学性能。由于松质骨结构疏松，常分布于长骨和其他骨的骨骺。18、(3)红骨髓和黄骨髓。红骨髓有造血功能。成年人短骨和扁骨松质骨网中的红骨髓伴随着人的一生。黄色骨髓富含脂肪组织，无造血功能，但在紧急情况下，如恶性贫血或创伤性出血，可转化为红色骨髓，并重新具有造血功能。关节软骨由覆盖关节表面的透明软骨组成。薄、光滑、有弹性。在功能上，主要起到减少摩擦和缓冲振动的作用。骨代谢是通过成骨细胞和破骨

7、细胞参与的骨形成和骨吸收来实现的，其代谢活性是一个动态平衡过程。在人类生长过程中，骨形成大于骨吸收，骨量线性增加，表现为皮质骨增厚和松质骨致密。这个过程被称为骨骼构建或骨骼成形。成年后，骨骼生长停止，但骨骼的形成和吸收仍在继续，这是一种平衡状态，称为重塑。骨重塑始于骨吸收，随后是骨形成。骨的吸收和形成是不断进行的，最终骨可以不断地自我修复，适应新的应力要求。骨重建的过程可分为五个阶段。第一阶段：休息阶段或休息阶段。在这个阶段，既没有骨吸收也没有骨形成。第二阶段：激活期。破骨细胞的前体分化成破骨细胞并附着在骨表面。第三阶段：吸收期。破骨细胞与暴露的表面接触，融合并分化为破骨细胞，用于骨吸收。正常

8、人持续约一个月，在骨吸收期骨表面形成一个腔隙，称为骨吸收腔隙。第四阶段：过渡期。在吸收期结束时，破骨细胞转移到其他部位。第五阶段：形成期。成骨细胞一个接一个出现在腔隙表面，分化增殖，形成骨样。随后，类骨质成熟并骨化成骨。当腔隙接近填充时，成骨细胞失去其成骨活性，成为表面的箔细胞，这是形成阶段。骨骼重建周期大约需要3个月。由骨重建形成的结构是骨重建单元(BRU)。在骨重建过程中，首先发生骨吸收，然后发生骨形成，但吸收量大致等于骨形成量。骨重建可以调节矿物质和盐的平衡，修复微观损伤，去除非承重骨组织，维持或减少骨强度和骨量以长骨为例，骨的血液供应来自三个不同但又相互关联的方面：26、(1)滋养动脉

9、：滋养动脉通过骨表面的滋养血管孔进入骨骼。每块骨头中滋养血管的数量各不相同。在髓腔中，每条滋养血管分为升支和降支，并进一步分支成较小的动脉，然后直接进入骨内膜，为脊柱区域提供血液。骨端、骨骺和干骺端的血管是长骨的第二套血供系统，从关节周围的血管丛分出，进入薄皮质骨的干骺端区。当生长板闭合时，这些血管与髓动脉和骨骺动脉重合。骨膜血管：骨膜本身有一个完整的血液供应系统，这是长骨的第三个血液供应系统。在骨膜表面，纤维层与肌肉血管广泛吻合，形成血管丛或骨膜血管网。骨膜血管网发出血管分支进入骨骼，为致密骨骼的外层提供肌肉附着。骨的淋巴骨膜富含淋巴管。3.骨神经长骨、大平骨、椎骨和骨膜的关节端是骨神经分布

10、最丰富的部位。骨中有两种类型的神经纤维：一种是骨内脏中的传出神经纤维，主要分布在血管壁和骨髓中。另一种是躯体传入神经纤维，主要分布在骨膜和关节软骨的深层。骨骼的功能1。机械功能(1)支撑功能(2)杠杆功能(3)保护功能2。生理功能(1)钙和磷的储存功能和物质代谢功能(2)造血功能和免疫功能，2。骨骼运动适应性。32，(。也就是说，骨骼承受负荷的能力。其次，骨骼需要有足够的刚性。也就是指骨抵抗外力变形的能力。第三，骨骼需要有足够的稳定性。也就是说，指骨保持其原始平衡形状的能力。骨骼的负荷和变形在日常生活和锻炼中，人体会对每根骨骼施加复杂的力。也就是说，骨头将承受来自不同来源的不同形式的负荷。(1

11、)骨骼负荷当人体运动或工作时，骨骼应承受不同的负荷。当力和力矩以不同的方式作用于骨骼时，骨骼将承受拉伸载荷、压缩载荷、弯曲载荷、剪切载荷、扭转载荷和复合载荷。拉伸载荷由骨两端一对相等且相反的轴向力作用。骨骼受压后，会在骨骼中产生拉伸应力和应变，这使得骨骼同时变得细长。例如，在吊环练习中，上肢的骨骼被拉伸。压缩载荷是沿着轴施加到骨组织表面的两个相同大小和相反方向的载荷。这种负荷在骨组织内产生压缩应力和应变。例如，当举重运动员举起杠铃时，上肢和下肢的骨头被压缩。弯曲载荷是导致骨骼沿其轴线弯曲和变形的载荷。例如，当脊柱向前或向后弯曲时，脊柱的弯曲就是弯曲载荷。特征：当骨骼受到弯曲载荷时，中性轴的一侧

12、产生拉伸应力和应变，而另一侧产生压缩应力和应变，而中性轴上没有应力和应变。应力的大小与离骨骼中性轴的距离成正比，也就是说，离中性轴越远，应力越大。38，4)剪切载荷由一对大小相等、方向相反并且在骨表面上彼此靠近的力作用。骨中也会产生剪切应力和应变。例如，当车床切割断肢时，它就是剪切载荷。扭转载荷作用于骨骼并使其沿轴线扭转的载荷称为扭转载荷。例如，当转动时，下肢骨骼扭曲。在生理条件下，扭转载荷常见于前臂和脊柱的旋转以及骨骼和关节的旋转。当骨骼扭曲时，剪应力分布在整个骨骼结构中。当人体在复合载荷下运动时，由于骨骼的几何结构是不规则的，并且受到各种不确定的载荷，骨骼往往处于两种或两种以上的载荷状态，

13、即复合载荷。例如，当人体受伤和骨折时，它通常是几个作用力的组合。例如，桡骨远端跌倒后骨折是剪切力、压缩力和其他力综合作用的结果。持续的负荷也会对骨骼产生一定的影响。也就是说，在骨头受到持续的低负荷一段时间后，它的组织会产生缓慢的变形或蠕动。在加载后的最初几小时(68小时)，蠕变现象最为明显，然后蠕变速率会降低。一般来说，骨骼承受的压力最大，其次是拉力、剪切力和扭力。骨骼上的正常生理负荷是这些力的组合。骨骼的基本变形骨骼在承受各种载荷时会发生不同程度的变形，例如，腰椎前凸是受迫变形。根据加载形式和加载后的变形形式，骨骼的变形一般可分为五种基本变形，即拉伸、压缩、剪切、弯曲和扭转。骨力学的应力和应

14、变包含两个基本要素，即应力和应变。(1)骨骼应力的概念：当外力作用在骨骼上时，骨骼的内部阻抗是通过变形来抵消外力，即骨骼产生的应力。特征：应力等于作用在骨截面上的外力与骨截面面积的比值，单位为帕斯卡(帕=牛顿/平方米)，即牛顿/平方米。计算公式：44、类型：根据作用在骨骼上的力的不同，骨骼中会产生相应的应力，如压应力和拉应力。功能：压力可以调节骨骼的变化、生长和吸收。压力不足会导致骨骼萎缩，压力过大也会导致骨骼萎缩。因此，骨骼有一个最佳应力范围。应变概念：骨应变是指骨在外力作用下的局部变形。它的大小等于应力后骨骼长度变化与原始长度的比值，即变形与原始尺度的比值。通常用百分比表示。根据压力、变形

15、和样品尺寸计算应力和应变。当骨骼承受很大的力，超过其承受应力和应变的极限时，会导致骨骼损伤，甚至骨折。应力-应变曲线显示了应力和应变之间的关系。应力应变曲线分为两个区域：弹性变形区和塑性变形区。弹性变形区的载荷不会导致永久变形(如断裂)。弹性区的端点或塑性区的起始点称为屈服点。对应于这一点的应力是产生骨骼最大应力的弹性变形，也称为弹性极限。塑性区：屈服点之后的区域。此时，结构损坏和永久变形已经发生。当负荷超过弹性极限时，骨头就会断裂。导致骨折所需的应力称为骨的最大应力或极限强度。应力-应变曲线弹性区的斜率称为弹性模量或杨氏模量，它表示材料抵抗变形的能力。一般来说，弹性模量是一个常数。弹性模量越大，产生一定应变所需的应力就越大。骨应变能的概念：当达到极限载荷时，应力-应变曲线下的面积，它表示导致骨折所需的能量。通常，骨的生理负荷引起骨的弹性变形，这是骨在弹性区可以承受的应力。当外力被移除时，弹性区中的能量可以同时被骨头释放，从而骨头可以恢复到其原始状态。然而，当骨骼受到反复外力作用时，其应变能不能及时完全释放，这可能会破坏材料积累后的结构，临床表现为疲劳性骨折。骨的生物力学