关节的生物力学ppt课件.ppt

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1、第三节关节生物力学一、关节结构：基本结构、辅助结构二、关节生物力学（一）、关节的运动1、移动2、屈和伸3、收和展4、旋转5、环转（二）影响关节稳定性的因素关节面的结构（特别是面积差）、关节囊的松紧度、韧带强弱、关节负压以及关节周围的肌肉是影响关节稳定性的基本因素。运动状态的关节始终是不平衡、不稳定的，而人体总是在不平衡、不稳定中求得相对的平衡与相对稳定。因此，关节面的形状与结构固然是影响关节稳定性的重要因素，但运动中的关节稳定更大程度上取决于关节韧带和收缩肌肉等因素的影响。1、关节面：相应关节面的吻合及其差异程度，影响着关节的稳定性。2、韧带：韧带不仅是骨与骨之间的连接结构，而且是

2、动态活动关节的重要稳定结构。3、肌肉：肌肉既是运动关节的动力，同时又是运动中维持关节稳定的重要因素。（1）、肌肉收缩产生关节加固分力（2）、肌肉工作的协同与控制4、关节负压由于关节内压低于关节外的气压，关节内外的压差在维持关节的稳定性方面也有着重要意义。例如：肩关节能负担整个上肢的重量（约为体重的1/20），若破坏了肩关节的关节囊，则不能负担。（三）关节的力和力矩力臂问题：大部分的相对比较小，小腿三头肌是唯一一个的大力臂。由此分出：省力杠杆、平衡杠杆、速度杠杆。肌力矩的产生需要较大的肌力来产生。（四）关节软骨的生物力学特性1、关节软骨的材料性能：关节软骨对液体的流动有很大的阻力，即

3、渗透性很低。在快速加载与去载的情况下，没有时间将液体挤出（如跳跃时），软骨组织类似于弹性材料，在承载时变形，卸载后立即复原。持续性、缓慢负载作用于软骨组织，如持续长时间的站立，其内的液体被挤出，组织的变形将随时间持续而加重。消除载荷后，若有充分时间使其吸收液体，软骨组织可恢复原状。因此，在体的软骨组织其受载的力学性能与加载的速度存在高度相关性。（1）、拉伸负荷特征：（2）蠕变特征：由于关节软骨是固、液双相材料，因此蠕变曲线的早期有大量液体渗出，当无液体渗出时，蠕变曲线稳定。应力时间2、渗透性：渗透性是指液体流过多孔的固体基质时的摩擦阻力，因此是这种二相材料的重要材料参数。渗透性越低

4、，在承受载荷时液体流动的阻力越大。液体通过如关节软骨等多孔介质是顺液体的压力梯度而行，这种液压梯度是液体在软骨中流动的动力（营养需要、关节的润滑、承载能力和软骨组织的磨损）。关节软骨的变性及机械应力均可影响着关节软骨的渗透性。例如，骨性关节炎软骨组织的渗透性较之正常组织大。3、润滑作用：关节软骨在使两个关节骨面更好适应、吸收能量减缓冲击力同时，对关节润滑有着重要的影响4、磨损：关节软骨的磨损包括承载面之间相互作用引起的界面磨损和承载面变形引起的疲劳性磨损两个形式。如果两承载面接触，可因粘连或研磨而产生界面磨损。软骨面超微结构损害和/或质量损耗，软骨的表面层即变软，渗透性增加。在这种

5、情况下，液体流动的阻力减少，使液膜中的液体通过软骨而漏泄。这种液体丧失增加了不光滑软骨面紧密接触的可能性，从而进一步加剧了研磨过程。关节软骨破坏的情况，红箭示：正常的关节软骨面，绿箭示：增生肥厚的髌下脂肪囊，黄箭示：关节软骨大部分被坡坏，表面充满肥厚的炎症性血管翳，关节软骨的坏死呈海浪状。三、关节各论（一）、肩关节1、肩关节解剖：思考：什么是肩关节？什么是肩关节：广义：指肱骨、肩胛骨、锁骨及其附属结构组成的多种连接复合体。滑膜关节：盂肱、胸锁、肩锁关节等。骨-肌-骨连接：肩胛骨与胸壁的肌肉连接等。肩峰与肱骨大结节之间构成的“肩峰下关节”（又称第二肩关节），以及喙锁等关节。从运动的角

6、度上看，肩关节是一个多结构的机能复合体。狭义的肩关节是指盂肱关节。2、肩关节的运动形式：⑴、前屈、后伸：前屈角度一般大于90°，后伸45°。⑵、外展、内收：⑶、上举、下降：⑷、旋内、旋外：⑸、水平屈、伸：3、盂肱关节：⑴、构成：球窝关节，两关节面面积差很大；关节囊松弛；运动中的稳定性：主要靠三角肌和肩袖肌的作用维持：三角肌的作用：主要起悬吊作用；喙肱韧带限制过度旋内、外；盂肱韧带限制过度前屈和后伸。思考：肩关节外展时，其启动肌是哪块？（2）、盂肱关节的力学特征：①、应力：盂肱关节运动时，肌拉力存在两种力效—剪应力和正应力，其中剪应力在体育运动中会产生伤害作用，如脱臼。②、“过肩运动

7、”：指肘关节高于肩关节的运动。举例：投掷类运动：如标枪、棒球、铅球、扔手榴弹等，会对肩关节产生应力，同时对肱骨产生高速的扭转载荷。比如：棒球运动。球重140克。肱骨远侧端产生逆时针运动，近侧端产生顺时针运动，从而对肱骨产生扭转负荷。思考：如何避免？③、盂肱节律：指肱骨、肩胛骨的运动是联动的。在外展30°以内，每外展15°，肩胛骨上回旋5°；在大于30°时，每外展10°，肩胛骨上回旋5°。④、肱二头肌长头腱腱鞘炎：指肱骨不过肩时，肱骨外展而肩胛骨不动，易发生大结节与肩峰