《人体运动学》第一章总论(生物力学基础)分析.ppt

一般情况下是：大关节首先产生活动，带动小关节。 特殊地,游泳的划臂动作，先是肘关节及腕关节产生活动，做入水、抱水的动作，然后才是大关节（肩带）进行活动。 人体运动链 左边图示bam（一个开链）和ABCDE与dff1d1（闭链）。右边图示一个闭链的运动，其关节角运动是耦合的。 引自V.M. Zatsiorsky 《Kinematics of Human Motion》 （五）人体基本运动原理 1.杠杆原理 阻力点 动力点 支点 寰枕关节 斜方肌 阻力点 动力点 支点 阻力点 动力点 支点 平衡杠杆 省力杠杆 速度杠杆 2.关节活动顺序性原理 上下肢各关节的肌肉生理横断面（cm2） 大关节最先产生运动，然后依据关节的大小出现一定的先后顺序。 1.步态分析的生物力学参数 运动学指标　 动力学指标　 肌电活动参数 能量参数 （六）步态分析 运动学指标 周期、时相、步长和步频（步速）是步态的基本运动学参数。通过录像解析系统获得原始数据后，经计算软件可直接得到步速及关节角等数据。 (1)时间参数 (2)空间参数 (3)时间-空间参数 时间参数 行走过程中,从一侧脚跟着地开始到该脚跟再次着地构成一个步态周期。 对指定的下肢而言,一个步态周期的活动可分为支撑时相和摆动时相，分别称为单、双支撑时相和摆动时相。 两侧下肢同时踏地支撑时相称为双支撑时相，每一个步态周期中要出现两次双支撑时相。支撑时相又分为脚跟着地、脚趾着地、支撑中期、脚跟离地、蹬离期和趾离地诸动作阶段。摆动时相分为加速期、摆动期和减速期。 空间参数 行走时左右足跟(或趾尖)间的纵间距离称为步长，而同侧足跟(或趾尖)两次着地间的距离称为步周长或周期跨距。 步长与身高显著相关,中国青年男性的步长约为55.0～77.5cm，女性约为50.0～70.0cm。身高相同的男、女性，其步长无显著性差异,且步长随着年龄的增大而下降。健康成年人正常步态行走时，身体质心上下起伏的幅度约为44cm。 时间-空间参数 时间-空间参数是步行中髋、膝、踝关节运动规律(角度变化或位移、速度、加速度等)、身体重心的位置变化规律、骨盆的位置变化规律的反映。 常用的有步态周期中不同时相的关节角度参数、关节角度曲线、角度-角度图。 单一的角度数值变化意义不大。 动力学指标 (1)足-地接触力 (2)踝关节力 (3)身体重心的加速度 足-地接触力 动力学指标是专门研究引起运动的力的参数，常用的主要有地面反作用力（地反力）的测定，是患者在实验通道上行走，当足踏在测力台上时测出的力，地面反作用力通常可按垂直、前后和左右方向作三维记录，用测力台还可以得到冲量指标。 还有足底压力的测试。目前比利时Rsscan International公司的footscan足底压力测试系统普遍使用。 踝关节力 Bresler和Frankel于1950年曾估算踝关节力超过2倍体重。Selreg等在1975年采用数学模型方法，测定踝关节反作用力为5.2倍体重。Stauffer等在1977年测算的踝关节反作用力约为5倍体重。Walker于1977年估算踝关节力在3.59～6倍体重之间。汤荣光等对单肢负重期踝关节力进行了测定，测得在单肢负重期踝关节力出现最大值，约4.67倍体重。因此可以确定人体踝关节力约为5倍体重。比较男、女性踝关节力，经检验无显著性差异。 身体重心的加速度 行走时人体重心不仅在水平方向，而且在垂直方向上不断改变着位置和速度。其中身体重心在垂直方向的速度变化与各关节及其活动肌肉的力学状况有密切关系。 例如：分析一侧膝关节在行走期间的关节内力时，需要分析膝关节以上身体各部分重心的位置和加速度变化，有关的参数值是进行下肢膝关节受力分析时必不可少的基础数据。 肌电活动参数 主要为步行过程中下肢各肌肉的电活动，目前多采用表面电极记录步行时有关肌肉的电活动。 在正常人步行中，股四头肌活动、踝关节背伸肌活动与步行能力显著相关，姿势的变化与步长、步速、支撑期显著相关。其中，股四头肌活动与每个步态参数都有很重要的影响。在推动身体重心向上、向前时，腓肠肌和比目鱼肌显示出最大峰值活动。 肌电 骨骼肌在兴奋时，会由于肌纤维动作电位的传导和扩布而发生电位变化，这种电位变化称为肌电。用适当的方法将骨骼肌兴奋时发生的电位变化引导、放大并记录所得到的图形，称为肌电图。 引导肌电信号的电极分类： 引导肌电信号的电极可分为两大类，一类是针电极，另一类是表面电极。 1.针电极 2.表面电极 能量参数 包括能量代谢参数和机械能参数。 能量代谢参数是指步行中的能量代谢，可以在步态分析过程中同时用气体分析仪测量及分析气体中含氧量的变化，以此来计算步行中的能量消耗量，用以