运动学基础——培训班2010.ppt

运动学基础 南京医科大学第一临床医学院 康复医学系 黄澎 运动学 运动学、运动机能学、人体运动学？ 利用运动学、动力学的概念和方法，结合功能解剖学、生物力学和神经肌肉功能等方面的知识研究人体运动动作的学科。 Kinesiology Kinematics Kinetics 人体运动分析 Kinematics 面 线 角 速度（角速度） 加速度（角加速度） 面 矢状面 冠状面 水平面 临床应用 各个面内的运动：屈伸、展收、旋转 线 矢状轴 冠状轴 垂直轴 临床应用 身体节段运动：前进后退、左移右移、向上向下 关节分类：单轴、双轴、三轴关节 距离：步长、步宽 线 运动链 多节段多关节 开链 链的远端开放 各关节可独立活动 闭链 链的远端闭合 各关节相互影响 角 静态 动态 临床应用 ROM 步态分析 步行时各关节角度变化 （角）速度 单位时间内节段移动的距离或角度 临床应用 步速 肌肉收缩速度 （角）加速度 加速与减速 动作启动与停止 临床应用 帕金森 步行时胫骨减速 Kinetics 力 内力：肌肉收缩力、组织应力 外力：重力、摩擦力、支撑力…… 力矩 力×力臂 力 大小 方向 作用点 力 合力 分力 平行四边形法则 Fv = sinθ * F Fh = cosθ * F F2 = F12+F22-2F1F2cosθ 牛顿第一定律 惯性定律 一切物体总保持匀速直线运动状态，直到有外力使其改变运动状态为止。物体保持匀速直线运动状态或静止状态的性质叫惯性。如果物体没有受到外力作用，它速度的大小和方向都保持不变，即物体的运动状态不变，没有加速度即称为平衡(equilibrium)。 临床应用：等速运动、拿起一本书 牛顿第二定律 质量与加速度 物体运动的加速度与作用力成正比，与物体的质量成反比，加速度的方向与作用力的方向相同。物体的加速度与所受的合力成正比，与物体的质量成反比，加速度的方向与合力的方向相同。 临床应用：挥拳打人、力量训练 牛顿第三定律 作用力与反作用力 两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在一条直线上。作用力与反作用力总是同时产生、同时消失。 临床应用：站立平衡训练（双脚各站在一称上） 步行时地面反作用变化 力矩 力×力臂 测试题：膝关节压力？ 如何计算人上楼梯时膝关节压力？ 体重G（小腿足重占体重的1/15，略去） G=600N，如果 dG =0.20m，dM = 0.06m 建立平衡方程： 解得： 这是髌韧带承受的拉力。 据此我们可求出作用在膝关节力。 用图解法，也可得：T≈2850N，方向如下图。 R是地面反作用力600N。 杠杆 第一类杠杆，平衡杠杆 第二类杠杆，省力杠杆 第三类杠杆，速度杠杆 杠杆 杠杆 重心 Center of Mass Center of Gravity Center of Pressure 骨组织的生物力学 Wolff原则 骨的密度取决于施加在骨上的力 骨的力学性能 强度vs刚度 不同载荷形式 拉伸：髌骨骨折 压缩：腰椎骨折 弯曲：胫骨中段骨折 剪切：胫骨平台骨折 扭转：胫腓骨骨折、投掷运动的肱骨骨折 关节软骨 没有单独的血液和淋巴供应，依赖软骨下骨提供软骨下部近1/3的血供，其余依赖滑膜周围毛细血管的渗入 固体形态中，60%胶原纤维、 40%原纤维间糖蛋白凝胶以及少于2%软骨细胞 软骨生物力学 蠕变 给予软骨持续载荷，软骨将持续变形，直至稳态。 润滑 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，保护承载面，防止粘合和磨损 液膜润滑：一层较厚的润滑剂膜使两个承载面有较大的间隙。这层液膜内的压力可支持承载面上较大的负荷。 软骨的营养 含有营养物质的软骨基质液体通过挤压和放松被挤出和吸收 胶原组织 胶原纤维 胶原蛋白；韧性大，抗拉力强；为组织提供强度和刚度 弹性纤维 弹性蛋白；富有弹性，容易被拉长及复原；在组织受载时提供延展性 网状纤维 III型胶原蛋白；多分布于造血器官、内分泌器官及肝内；构成容积/支架 结缔组织特性 纤维的结构 胶原纤维和弹性纤维的特性 胶原纤维和弹性纤维之间的比例 纤维结构 纤维特性 纤维特性 胶原纤维 未受载荷时呈波浪状 受低载荷时，胶原纤维稍有伸长，直到波浪状的纤维拉直，此时胶原纤维束迅速变刚硬，直到屈服点 然后发生非弹性变形，直到极限而断裂破坏 破坏时的变性范围为6～8% 弹性纤维 受低载荷时，弹性纤维伸长很大 当达到极限破坏点时突然变刚硬，没有变形而突然断裂 纤维比例 肌腱 几乎完全由胶原纤维组成 韧带 大部分韧带如肌腱 黄韧带、项韧带含2/3弹性纤维 F F 肌腱 韧带 F 皮肤 * * 生物力学 运动学 动力学 功能解剖学 人体运动学 线 角 线 角 位置 速度 加速度