人体运动学

总论1、运动学（kinesiology）是理论力学的一个分支学科，它是运用几何学的方法来研究物体的运动，主要研究质点和刚体的运动规律。2、人体的运动的三个面: 水平面：与地面平行的面，把人体分为上下两部分；额状面：与身体前或后面平行的面，把人体分成前后两部分；矢状面：与身体侧面平行的面，把人体分为左右两部分3、人体的运动有三个轴：横轴（与地面平行且与额状面平行的轴）纵轴（额状面与矢状面相交叉形成的、上下贯穿人体正中的轴）矢状轴（与地平面平行且又与矢状面平行的轴，在水平方向上前后贯穿人体）屈曲(flexion),伸展(extension):主要是以横轴为中心,在矢状面上的运动；一般向前运动为屈，向后运动为伸，膝关节以下各关节的运动方向相反；内旋(internal rotation),外旋(external rotation) :主要是以纵轴为中心,在水平面上的运动，一般肢体各环节由前向内的运动称内旋（前臂称旋前），由前向外旋转称旋外（前臂称旋后）头、骨盆、脊柱均为向左向右侧回旋。前臂和小腿有旋前和旋后运动。足踝部还有内翻(inversion)和外翻(eversion)运动。4、人体的基本运动形式运动生物力学将人体看作是由上肢、头、躯干和下肢组成的多环节链状形式，它的基本运动形式如下：1）.上肢的基本运动形式由上肢各关节共同完成。（1）推：在克服阻力时，上肢由屈曲态变为伸展态的动作过程。如胸前传球。（2）拉：在克服阻力时，上肢由伸展态变为屈曲态的动作过程。如游泳。在运动中，上肢往往是推、拉动作相结合的运动形式，如划船；有时在伸直时做推拉。（3）鞭打：在克服阻力或自体位移时，上肢各环节依次加速、制动，使末端环节产生极大速度的动作形式，叫鞭打动作。如投掷。2）下肢的基本运动形式（1）缓冲：在克服阻力时，下肢由伸展态转为较为屈曲态的动作过程。如跳远落地动作。（2）蹬伸：在克服阻力时，下肢由屈曲态主动转为伸展态的动作过程。如跳远前起跳时起跳腿的动作。（3）鞭打：在完成自由泳的两腿打水动作时，下肢各环节有类似上肢的鞭打动作。5、全身基本运动形式（1）摆动：身体某一部分完成主要动作（如一条腿的起跳）时,另一部分配合主要动作进行加速摆动（如双臂和另一条腿配合起跳的摆动）动作形式,称摆动。（2）相向运动：依据运动形式,把身体两部分相互接近或远离的运动形式称相向运动。6、应力指人体结构内某一平面对外部负荷的反应，用单位面积上的力表示（N/cm2）。应变：指人体机构内某一点受载时所发生的变形称为应变。用变化的长度与原始长度的比表示（[%]）。强度和刚度强度是人体承受负荷时抵抗破坏的能力。用极限应力表示。刚度是人体在受载时抵抗变形的能力7、粘弹性材料的特点蠕变：若令应力保持一定，物体的应变随时间的增加而增大，这种现象称为蠕变。应力松弛：当物体突然发生应变时，若应变保持一定，则相应的应力将随时间的增加而下降，这种现象称为应力松弛。滞后：若物体承受周期性的加载和卸载，则加载时的应力应变曲线常与卸载时的应力应变曲线不重合，这种现象称为滞后。8、稳定角是重心垂直投影线和重心至支撑面边缘相应点的连线间的夹角。稳定角是影响人体平衡稳定性的力学因素。它综合反映支撑面积大小、重心高低和重心垂直投影线在支撑面内的相对位置对平衡稳定性的影响9、骨的力学特征之一――骨的变形一）骨的应力与应变 1.骨受到的外力（载荷）分类载荷即为外力，是一物体对另一物体的作用当力和力矩以不同方式施加于骨时，骨将受到a拉伸、b压缩、c弯曲、d剪切、e扭转和f复合等载荷。应力-应变曲线: 一般而言，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越大一般而言，骨承受压力负荷的能力最大，其次是拉力、剪切力和扭转力；骨松质强度低于骨密质二）、长时间载荷作用与形变――骨的蠕变骨受到长时间持续低载荷作用后，其组织会产生缓慢变形称蠕变；在加载后的最初数小时（6～8小时），其蠕变现象最显著，随后蠕变的速率则会降低。蠕变的意义：1、蠕变可以致病（颈椎病、腰椎病、及部分畸形；）2、蠕变可以治病（骨折牵引、畸形矫正；关节松动术）Wolf定律：对一个成型的骨骼来讲，其本身成分的定形与变形随功能性压力的方向而定，其增加或减少的质量可以反映出压力的大小,这就是Wolf定律。压电效应实验一：当压力垂直于骨干时，凹侧压缩部呈“―”，凸侧牵张部呈“+”，对骨予以机械性冲击会产生瞬间发生电，称为压电现象。实验三：骨的逆压电效应：当骨上施加电场时，骨上产生应力或应变实验四：骨的热电效应，即试件加热产生热膨胀，从而引起弹性变形，产生压电效应，出现激化电荷。故热电效应是压电效应的次级效应。实验五：压缩部有骨形成，牵张部有骨吸收。在骨的自我矫正中，凸出部的骨被吸收；凹陷部可形成骨。电刺激可以进行骨的形成与吸收，“+”（阳极）侧产生骨吸收，“－”侧产生骨形成。可将通电应用于骨折治疗中实验六：骨的恒定电位：长管状骨表面正常情下存在一个电位。干骺端是负电位，骨骺相对于干骺端为正电位，骨干为正电位或零电位。代谢越活跃的部位，电位越负。实验七：骨折后整个骨的电位立

即变为负电位，干骺端负电位变得更负，骨折端电位变负且值可大于骨骺端。骨折愈合后，电位恢复正常代谢越活跃的部位，电位越负。 1. 骨的恒定电位：长管状骨表面正常情下存在一个电位。干骺端是负电位，骨骺相对于干骺端为正电位，骨干为正电位或零电位。 2. 骨折后整个骨的电位立即变为负电位，干骺端负电位变得更负，骨折端电位变负且值可大于骨骺端。骨折愈合后，电位恢复正常 3. 对骨予以机械性冲击会产生瞬间发生电，凹侧压缩部呈“-”，凸侧牵张部呈“+”，同时压缩部有骨形成，牵张部有骨吸收。

4.同时伴有骨的热电效应。12、应力集中：由于截面积改变而引起应力局部增大的现象称为应力集中等截面直杆受轴向拉压时，截面上的应力分布是均匀的，但是若有孔、洞、裂缝分布时，会使应力不再均匀分布。在孔边附近应力增大。稍远处则急剧下降而趋于平缓，所以应力集中表现了局部性质骨科中应力集中的现象经常见到，如骨折内固定时的钻孔手术中，骨骼小缺损都可出现应力集中。这种应力集中使骨强度减弱，在扭转载荷时特别明显，可以使其降低60[%]。康复手段时，要注意应力集中现象，防止出现二次骨折13.疲劳性骨折概念：指骨长期承受反复负荷(如长时间的行军、锻炼)后发生微损伤而逐渐形成的骨折。它是由于损伤的不断积聚，超过机体的修复能力，继而产生疲劳性骨折或应力性骨折。特点：骨折和修复同时进行（1）疲劳性骨折的好发部位最常发生在下肢骨，其次是上肢骨和躯干骨。下肢骨骨折可发生在股骨、髌骨、腓骨、胫骨、内踝、距骨、跖骨、跟骨等处，其中，以胫骨、腓骨和跖骨更多见。有关疲劳性骨折的发生原因，概括起来有以下几种观点：其一，肌疲劳是导致疲劳性骨折发生的一个重要原因其二，肌牵拉是导致疲劳性骨折另一原因。其三，骨钙质减少。其他，维生素、酸中毒以及生物电现象等均可能与疲劳性骨折有关。（3）应力性骨折（疲劳性骨折）的预防主要预防原则如下：①避免长时间高频率的单一负重的跑跳训练。②正确选择运动场地。过硬的运动场地，往往是应力性骨折的重要诱发因素。③充分的准备活动。使肌、肌腱得到舒张、伸展，提高其柔韧性和抗疲劳的能力。④早期发现，早期处理。早期发现，早期处理可以有效地预防应力性骨折的发生。⑤饮食调节增加膳食中钙及蛋白质等的摄人量。14、运动单位概念：运动神经元及其所支配的全部肌纤维合称一个运动单位。15、肌力概念又称最大力量，是肌收缩时所表现出来的能力，以肌最大兴奋时所能负荷的重量来表示。肌力体现肌主动收缩或对抗阻力的能力，反映肌最大收缩水平。影响肌力的因素1）肌肉生理横断面：肌力与之成正比2）肌的初长度：适宜的长度决定肌的肌力3）运动单位的募集：运动单位数量越大，肌力越大；4）肌纤维走向与肌腱长轴的关系。5）杠杆效率快速力量是肌或肌群在一定速度下所能产生的最大力量的能力爆发力是指在最短的时间内发挥肌力量的能力。采用最大力量与达到最大力量的时间之比评定。爆发力是由肌力量和肌收缩速度两个因素决定的。最大力量是基础，收缩速度是爆发力关键。肌耐力又称力量耐力，是指肌在一定负荷条件下保持收缩或持续重复收缩的能力，反映肌持续工作的能力，体现肌对抗疲劳的水平。肌张力：是肌在安静时所保持的紧张度。肌张力与脊髓牵张反射有关，受中枢神经系统的调控。肌张力评定：常通过被动运动感知处于放松状态的肌的阻力程度进行评测，以评判主动肌与拮抗肌群间（或互为拮抗剂）的收缩与舒张活动有无失衡，或是否协调。肌运动形式两种基本运动形式：1、静力性运动（等长收缩）2、动力性运动（等张收缩）：向心运动：收缩时，肌的长度缩短；起止点相互靠近；肌力矩大于阻力矩。离心运动：收缩时，肌肉拉长，起止点相互分离；肌力矩小于阻力矩：任何一个动作都不是单一肌独立完成的，需要一组肌群的协作才肌的协同作用能实现。肌的分类：（依据功能作用）原动肌：直接完成动作的肌群称为原动肌。其中起主要作用者称为主动肌，协助完成动作或仅在动作的某一阶段起作用者称为副动肌。拮抗肌：与原动肌作用相反的肌群称为拮抗肌。原动肌和拮抗肌可互为拮抗肌。固定肌：在运动动作中起固定作用的肌群。将肌相对固定的一端（定点）所附着的骨充分固定。中和肌：其作用为抵消原动肌收缩时所产生的一部分不需要的动作。超量恢复运动→肌疲劳：生理功能↓（力量、速度和耐力）、能源与物质↓（ATP、收缩蛋白和酶蛋白）→休息与恢复：生理功能、能源与物质↑→超过运动前的水平。（周期循环）。超量恢复是肌运动训练的生理学基础。没有疲劳的练习是无效的练习肌腱与韧带是一种平行紧密排列的胶原纤维束组成的，在骨与肌肉和骨与骨之间起连接作用的结缔组织。传递拉力以带动关节的运动，并维持运动中关节的稳定。反应粘弹性的两个指标----应力松弛，蠕变反应应力松弛：在应力-应变测试时，若载荷在线性应变区，应变长时间被固定于一个固定数值时，样本内的应力便会有松弛现象，应力松弛在最初的6-8时很急速，之后放缓。