生物力學(xué)在運(yùn)動(dòng)中簡(jiǎn)單應(yīng)用

1、生物力學(xué)在運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)單應(yīng)用骨骼生物力學(xué)wB點(diǎn)為骨骼組織的屈服點(diǎn)，當(dāng)應(yīng)力超過B骨骼就會(huì)發(fā)生永久性改變。wC點(diǎn)為骨骼組織極限失效點(diǎn)，當(dāng)應(yīng)力超過C骨骼組織就會(huì)發(fā)生破壞。wA-B之間骨骼組織彈性區(qū)間。3種材料應(yīng)力對(duì)比w金屬相對(duì)承受應(yīng)力較大，典型延性材料，因在斷裂時(shí)候會(huì)發(fā)生很大形變。w玻璃為典型脆性材料，一旦達(dá)到極限就會(huì)失效，沒有形變。w骨骼組織形變介于2者區(qū)間應(yīng)力方向?qū)趋莱惺軕?yīng)力大小影響w圖中L為縱向應(yīng)力，T為橫向應(yīng)力，可見橫向應(yīng)力最易發(fā)生形變。運(yùn)動(dòng)對(duì)骨強(qiáng)度影響w骨骼的運(yùn)動(dòng)速度影響骨折方式。w當(dāng)骨折時(shí)積累的能量會(huì)釋放。w運(yùn)動(dòng)速度較低時(shí)候能量通過單一骨折線釋放。w運(yùn)動(dòng)速度較高時(shí)候能量不能通過單一骨折線釋放

2、。發(fā)生粉碎性骨折。骨折術(shù)后骨承重能力w手術(shù)過程去除小片狀骨或螺釘擰入骨內(nèi)，會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中源。這樣骨承受能力不能均衡分布整個(gè)骨，集中分布缺損部位，類似河中礁石。骨強(qiáng)度減弱60%。膝關(guān)節(jié)半月板作用w1.吸收負(fù)重壓力，保護(hù)軟骨及軟骨下骨結(jié)構(gòu)重要性，膝關(guān)節(jié)約70%的應(yīng)力通過半月板承重，當(dāng)移除半月板后，內(nèi)側(cè)半月板壓力增加5倍。w2.在負(fù)重狀態(tài)下半月板活動(dòng)大于非負(fù)重時(shí)，膝關(guān)節(jié)在維持關(guān)節(jié)穩(wěn)定時(shí)也有積極作用。髕骨w髕骨在膝關(guān)節(jié)屈伸運(yùn)動(dòng)時(shí)延長力臂作用，完全屈曲時(shí)延長10%力臂，在伸直最后15度時(shí)，股四頭肌肌力提高60。w這也是很多偏癱患者膝過伸原因之一。w很多患者膝關(guān)節(jié)訓(xùn)練時(shí)最后15度單獨(dú)訓(xùn)練。脛股關(guān)節(jié)鎖定w股

3、骨內(nèi)側(cè)髁比外側(cè)髁長1.7CM，膝關(guān)節(jié)從屈曲到伸展內(nèi)髁是先降后升并同時(shí)外旋，并且在伸直時(shí)呈相對(duì)鎖定機(jī)制，提高膝關(guān)節(jié)穩(wěn)定性。髖關(guān)節(jié)w站立位時(shí)候每側(cè)股骨頭承重為體重三分之一，因一側(cè)下肢為體重六分之一，去除雙下肢體重為三分之一，剩余三分之二平均分布。w但是一旦臀中肌收縮，隨著肌肉力量增加一側(cè)股骨頭及股骨頸所承受力量增大。單腿站立時(shí)負(fù)荷為體重3倍。w股骨頸骨折患者運(yùn)動(dòng)方式考慮能夠承重大致安全力量w從矮椅子站立時(shí)髖關(guān)節(jié)受到負(fù)荷相當(dāng)于體重8倍，用單柺行走時(shí)在健側(cè)等于3.4倍，患側(cè) 時(shí)候約為2.2倍。步行時(shí)支撐相負(fù)荷為體重3-6倍。 足w步態(tài)周期中足部發(fā)揮吸收地面反作用力推動(dòng)身體向前杠桿作用。w距下關(guān)節(jié)活動(dòng)度

4、內(nèi)翻20-30度，外翻10-15度，步行時(shí)活動(dòng)度10-15度。把踝關(guān)節(jié)旋前旋后轉(zhuǎn)變到足的旋前旋后，緩解了踝關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)壓力。踝關(guān)節(jié)活動(dòng)受限的患者，周璐時(shí)候有臀部輕度后旋。w赤足站立時(shí)足跟負(fù)重60%,前足負(fù)重28%，前足壓力峰值在第二跖骨頭處。異常受力長時(shí)間有可能導(dǎo)致骨骼畸形。高跟鞋，尖足鞋可引起足畸形，足跟痛，韌帶攣縮w高跟鞋可以增加前足壓力，1.9CM增加前足22%壓力，5CM增加57%壓力，8.3CM增加76%壓力，導(dǎo)致跖骨頭下疼痛，長時(shí)間引起跟腱攣縮，踝關(guān)節(jié)活動(dòng)減少。w脛后肌群支撐相中后期使距骨下關(guān)節(jié)內(nèi)翻，從而固定跗橫關(guān)節(jié)并保持足離地時(shí)候的穩(wěn)定性。足的承重w步行時(shí)候足部承受負(fù)荷為體重的120

5、%，跑步時(shí)候?yàn)?75%，跟腱承受身體5.3-10倍力量。踝關(guān)節(jié)平跑步時(shí)候可達(dá)體重13倍。w穿鞋可改變足底壓力分布。大多數(shù)鞋子穿上后，走路時(shí)重心向內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)移。w足跟軟組織起到緩沖，保護(hù)作用，承受的力量時(shí)身體其他軟組織無法達(dá)到的，隨年紀(jì)增大，保護(hù)作用逐漸減弱。脊柱w在沒有負(fù)荷狀態(tài)下椎間盤有10N/CM的壓力，主要來自前縱韌帶和黃韌帶的壓力，可以起到內(nèi)部支持作用。w前屈時(shí)候棘間韌帶張力最大，后伸時(shí)前縱韌帶張力最大，側(cè)屈時(shí)候?qū)?cè)橫韌帶張力最大，旋轉(zhuǎn)時(shí)候關(guān)節(jié)面囊韌帶張力最大。脊柱肌肉w屈?。焊怪奔?，腹內(nèi)外斜肌，腹橫肌。伸?。贺Q脊肌，多裂肌，橫突間肌。伸肌左右部同事收縮時(shí)脊柱后伸，當(dāng)左右肌群不對(duì)襯產(chǎn)生側(cè)彎或扭轉(zhuǎn)。 不同姿勢(shì)與放松站立位椎間盤間壓力比值提重物時(shí)椎間盤的負(fù)荷w體積大物品，彎腰提重物，膝蓋伸直后傾會(huì)增加阻力臂，使得椎間盤負(fù)荷變大。w當(dāng)上舉80KG物品時(shí)，椎間盤承受1000N力量，這負(fù)荷可以使得骨裂，可運(yùn)動(dòng)員可以輕松完成，這和其他因素有關(guān)，如腹內(nèi)壓，肌肉力量等。脊柱肌肉鍛煉w腹肌鍛煉對(duì)維