* ②旋转假说.这一假说认为,由于打击力不通过支点而导致了颅脑的旋转,造成脑与颅骨之间、脑组织各部分之间的相对运动.产生了剪应力. （2）脑损伤机理
* ③弯曲-拉伸假说.这一假说认为,由于脑中的载荷,或者是躯干传给脑的载荷作用,造成脑与脊髓间的相对运动,从而使头颈连接区域产生了弯曲变形或是弯曲-拉伸联合变形而引起了损伤. * 近年来,利用脑颅骨的生物力学模型,如球壳模型、椭球体模型以及实体模型分析其在受冲击力下的反应,部分证实或拓宽了对上述假说的认识.
（2）脑损伤机理 （2）脑损伤机理 思考与讨论：
* 1.举例说明载荷形式与应力应变的关系. * 2.从生物力学角度论述运动对骨的影响. * 3.骨损伤防治的生物力学原则是什么？
二、运动对骨的力学性能的影响
* 人体从出生后骨骼所受的外力,即使骨产生形变的外源性机械力可概括为内源性肌肉收缩力与外源性反作用力.这些力对骨生长发育的调控主要通过调节软骨内生长与骨化、关节软骨的发育、以及软骨周缘/ 骨膜的骨化和软骨内成骨.
* 从生物力学的角度来看,经常进行运动训练或体育锻炼,相当于营造一个新的骨的受力环境（条件）.根据骨的功能适应性原理,骨不仅在一些不变的外力环境下能表现出承受负荷（力）的优越性,而且在外力条件发生变化时,能通过内部调整,以有利的新的结构的形式来适应新的外部环境.运动对骨的影响,也就是骨对特定环境下力的变化的功能适应性的表现.决定骨的功能适应性的因素除了外部形态之外,还有截面形状,材料沿各方向的分布规律,内部结构等.
(一)适宜应力对骨的力学性能的良好影响
1．体育锻炼对骨的力学性能的良好影响 综合目前研究结果,机械力学信号可转化成 促进成骨的生化信号.长期坚持体育锻炼对 骨骼的影响:
(1)促进未成年骨骼峰值骨量的增加;
(2)对成年骨骼的影响表现为一定程度的骨 量增加或保持骨量;
(3)对绝经后妇女或老年人骨骼的影响在于 尽量减少骨量的丢失速度;
(4)可使骨密质增厚、骨变粗； （5）骨面肌肉附着处突起明显；
（6）骨小梁的排列根据拉（张）应力和压应力的方向排列更加整齐而有规律.
这是由于骨的新陈代谢加强,骨的血液循环得到改善,从而在形态结构上产生良好的结果.随着形态结构的变化,骨变得更加粗壮和坚固,抗弯曲、抗压缩和抗扭转载荷的能力都有提高.当体育锻炼停止后,骨所获得的变化就会慢慢消失.因此,体育锻炼应经常化,锻炼的项目要多样化.专项训练与全面训练相结合.
2．不同运动项目对骨的力学性能的影响
* 研究表明,体育锻炼的项目不同,对人体各部分骨的影响也不同.
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* 经常从事下肢活动的跑、跳项目的运动员,对下肢骨影响较大,对上肢骨影响较小.
* 经常练习举重的运动员,对上肢和下肢的影响都较大.又如从事多年训练的跳远运动员,踏跳脚的第二跖骨直径增大,芭蕾舞演员的第二、第三跖骨的骨密质,足球运动员第一跖骨的骨密质都有增厚.拳击运动员桡骨骨密质也明显增厚. 3．适宜应力原则
* 骨骼对体育运动的生物力学适应性本质上是骨骼系统对机械力信号（应力）的应变. * (1)有利的运动负荷及强度导致的骨应变会诱导骨量增加和骨的结构改善； * (2)应变过大则造成骨组织微损伤和出现疲劳性骨折; * (3)应变过小或出现废用则导致骨质流失过快. * 因此对骨存在一个最佳的合适应力范围.
* 骨骼的废用（如卧床、肢体固定或失重）对骨的影响也应受到重视.事实上,大量研究已证实骨骼废用使骨密度下降和骨结构受损的速度远比体育锻炼对骨的有益影响快得多,而且恢复时间长且困难.一旦发生由于上述原因造成的骨质快速丢失,如何制定有效的以体育运动为主的康复训练计划仍缺乏研究,这应是今后的重点研究方向之一. (二)骨的运动损伤及防治
* 随着人们生活和医疗水平的提高,体育和娱乐活动在生活中所占的比例日益增大.意外事故就上升成为青壮年死亡的首要原因.因此,对身体各部分的保护和伤后的诊断、治疗就成了一项重要的研究课题.骨折是运动性损伤中最常见的损伤之一,以下从骨折的断裂形式及载荷方式,骨折治疗的生物力学以及常见的骨的损伤机制加以讨论. 1．骨折的断裂形式及载荷方式
* 如果作用于骨骼上的载荷超过骨所能承受的强度极限,就会引起的骨折. * (1)拉伸载荷引起的骨折常见于跟骨. * 第5跖骨基底靠近腓骨短肌附着处的 * 骨折以及跟腱靠近附着处的跟骨骨 * 折都是由于拉力产生的骨折.
* (2)压缩载荷引起的骨折常见于椎体. * 有时由于肌肉异常强烈的收缩,也可 * 产生关节内压缩型骨折.
* (3)纯弯曲载荷造成的骨折不多见,常见的是侧力弯曲载荷,.从侧面和后面对小腿腓骨击打极易造成这种骨折.因此,足球比赛规则严禁从侧面和后面铲击小腿.
* (4)剪切载荷引起的骨折常见于跟骨、股骨髁与胫骨平台的剪切破坏,变形后产生相对位置变动. * (5)纯扭转载荷引起的骨折比较少见,它多半是和其它的载荷形式组合在一起而引起的.
* 实际情况下的骨折绝大部分是由复合载荷引起的.例如图1-2和图1-3所示的行走和跑步,胫骨上各种载荷交织交替出现.
2．骨折治疗的生物力学原理
* 如果作用于骨骼上的载荷超过骨所能承受的强度极限,就会引起骨折.骨折治疗就是将骨折移位整复,并促进骨重建过程,使之愈合恢复原有的强度和刚度.
* 在骨折治疗过程中应遵循的一条生物力学原则是：充分利用生理功能状况下的力学状态去控制骨重建,而不要干扰或尽量减少干扰骨应承受的力学状态. （三）常见运动性骨损伤生物力学分析
* 1．疲劳骨折
* 疲劳骨折是一种在运动中常见的低应力性骨折.当骨受低重复载荷作用时,常可观察到疲劳细微
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骨折.疲劳骨折的产生不仅与载荷的大小和循环次数有关,而且还与载荷的频率有关.因为骨具有一定的修复重建功能（功能适应性）,所以只有当疲劳断裂过程超过骨重建过程时疲劳骨折才会发生.肌肉疲劳可以看作是下肢疲劳的一个原因（图3-9）.
* 一般,持续性的运动活动先是引起肌肉疲劳.当肌肉疲劳后,肌肉收缩力降低,从而改变了骨的应力分布,使高载荷出现,随着循环次数的增加,可导致疲劳骨折. * 拉力侧骨折产生横向裂缝,且很快扩展为完全骨折；压力侧骨折发生比较缓慢,骨重建过程不太容易被疲劳过程超过,而且可能不扩展为完全骨折.
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2．颅脑的力学性能和损伤分析
* 脑是人和高等动物体内的一个特殊结构,由于它的重要性和易受伤害性,故在结构上受到了最强有力的保护.其保护层是由头皮、颅骨和脑膜组成. (1)颅骨的组成和力学性能
颅骨由23块大小和形状各不相同的骨所组 成,分面颅骨和脑颅骨两部分.脑颅骨共有8 块.脑颅骨形成了一个近似半球形的空腔, 容纳并保护着脑.所以一般主要考虑脑颅骨 的力学性能.
（2）脑损伤机理
* 外力造成的脑损伤机理有如下三种较为流行的假说,分别可以解释部分脑损伤的机理.
* ①压力梯度空穴假说.由于撞击而在脑中产生了压力波,压力波能在颅、脑界面处来回反射,使脑组织间、脑与颅骨间发生了相对运动,导致了脑的损伤.
* ②旋转假说.这一假说认为,由于打击力不通过支点而导致了颅脑的旋转,造成脑与颅骨之间、脑组织各部分之间的相对运动.产生了剪应力. （2）脑损伤机理
* ③弯曲-拉伸假说.这一假说认为,由于脑中的载荷,或者是躯干传给脑的载荷作用,造成脑与脊髓间的相对运动,从而使头颈连接区域产生了弯曲变形或是弯曲-拉伸联合变形而引起了损伤. * 近年来,利用脑颅骨的生物力学模型,如球壳模型、椭球体模型以及实体模型分析其在受冲击力下的反应,部分证实或拓宽了对上述假说的认识.
（2）脑损伤机理
肩 关 节 运 动 学 肩关节构成 锁骨Clavicle 肩胛骨Scapula 肩胛骨Scapula 肱骨Humeral
关节连结Articulations
* 肩峰锁骨关节Acromio-Clavicular Joint * 胸锁关节Sterno-Clavicular Joint
* 肱盂关节Gleno-Humeral ( Shoulder ) Joint
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* 肩胛骨-胸廓关节Scapulo-Thoracic \
胸锁关节Sternoclavicular Joint
肩峰锁骨关节 Acromioclavicular Joint 肱盂关节 Glenohumeral ( Shoulder ) Joint 肩胛骨-胸廓关节 Scapulo-Thoracic \
肩关节运动学 肩关节运动范围
* 活动角度：前屈、后伸、内收、外展、内旋、外旋以及环转等运动。 * 在正常情况下为：前臂上举180°、内收45°、外展90°、外旋60°、前屈90°、后伸45°、内旋90°
* 肩关节的活动是以胸锁关节为支点，以锁骨为杠杆，因此肩关节的活动范围又可因“肩胸关节”的活动而增加。
* 肩关节的这些特点就决定了肩部易发生疾患的原因。
肩关节复合运动模式 肩关节静态稳定结构 肩关节静态稳定结构 肩关节动态稳定结构 肩关节动态稳定结构
肩胛骨(SCAPULA)的动作 肩胛骨(SCAPULA)的动作 肩胛骨(SCAPULA)的动作 肩胛骨(SCAPULA)的动作
盂肱关节 (GLENOHUMERAL JOINT)的动作
盂肱关节 (GLENOHUMERAL JOINT)的动作
肩关节临床拓展 肩关节脱位 肩关节脱位 肩关节脱位
偏瘫患者的肩关节半脱位 肩关节的松动
肩关节锻炼 扶杖伸展练习 后背抓爬练习
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