骨科疾病的生物力学相关知识上穿汇总.
康复生物力学复习
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我国人体重心大概为身高56%男，55% 女 粘弹性材料在恒定外力作用下，开始 有一迅速的较大的应变，随后有一缓 慢的逐渐增加的应变过程。 在工程材料中截面积的变化量一般比 较小，可忽略；但是对生物组织来讲， 其截面积的变化是不可以忽略。
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约束反力
外界约束在约束处对物体的反作用力，一般是不可知的。
骨的生物力学
骨的功能适应性：骨的形态结构 与其功能是相适应的，功能的改 变会影响其外部形态和内部结构 的变化。
骨的功能适应性包括黏弹性、 各向异性、壳形（管）结构、 均匀强度分布 人体骨骼的力学特点的是
骨的生物力学
骨骼是各向异性材料，载荷方向 不同其力学性质也不同。局部解 剖位置不同其力学性质也存在差 异。
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骨的生物力学
1 夹板固定的六种力
布带约束力，夹板
固定的弹性力，纸 压垫的效应力，肌
骨愈合的力学影响因 素
肉收缩的内在动力， 直接，简接
骨折端的啮合力，
必要牵引力
关节生物力学
小伙伴们
关节生物力学
计算题 在上臂垂直下垂、前臂屈曲90度 的情况下，计算肱二头肌的肌力。 已知：肌力力臂dM=0.05m，重 力力臂dG=0.15m，前臂及手重 量G=15N。
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骨科人体生物力学与施力特征分析_
此外，人体所处的姿势是影响施力的重要因素，作业 姿势设计时，必须考虑这一要素。图5-8表示人体在 不同姿势下的施力状态，图中（a）为常见的操作姿 态，其对应的施力数值见表5-4，施力时对应的移动 距离见表5-5.
人机工程学 Ergonomics
第五章 人体生物力学与施力特征
5.2.3 举物时腰部生物力学模型
∑（L5/S1腰骶间盘力矩）=0 （5-7）
∑（L5/S1腰骶间盘受力）=0 （5-8）
主要解因得素腰：骶货间物盘的所重受力的和压货 物的力位达置到到54脊58柱N重，心大的多距数离工。 其它人因的素腰还骶有间：盘躯都体无扭法转承的受角 度、这货个物压的力大水小平和。形状、货物 移动的距离等。
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第五章 人体生物力学与施力特征
表5—3 手臂在坐姿下对不同角度和方向的操纵力（单位：N）
结论：左手弱于右手；向下用力大于向上用力；向内用力 大于向外用力。
人机工程学 Ergonomics
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第五章 人体生物力学与施力特征
最大蹬力 一般在膝部 屈曲160°时 产生。
图5-7 不同体位下的蹬力
人机工程学 Ergonomics
第五章 人体生物力学与施力特征
当身体及身体的各个部位没有运动时，可认为 它们处于静止状态。必须满足以下条件：作用在这 个物体上的外力大小之和为零；作用在该物体上的 外力的力矩之和为零。
单一部位的静止平面模型（又称为二维模型） ，通常指的是在一个平面上分析身体的受力情况。 静的肌力比男性低20%～30%，右手比左手强 10%，而习惯有左手的人，其左手的肌力比右手强 6%～7%。
骨科知识点总结归纳
骨科知识点总结归纳一、解剖学知识1. 骨骼系统的结构：人体骨骼系统由骨骼和关节组成，骨骼包括骨头、胸廓、脊柱、四肢等部位，关节则连接骨头。
2. 骨骼系统的功能：支持和保护身体，提供机械支撑，参与运动，储存矿物质等。
3. 骨骼系统的发育：婴儿时期的骨骺处于快速生长期，随着年龄增长，骨骺逐渐闭合形成成人骨骼。
4. 骨骼系统的血液供应：骨骼系统有丰富的血管供应，包括骨小梁内的血管、骨膜的血管和骨表面的血管等。
5. 骨骼系统的神经支配：骨骼系统由感觉神经和运动神经支配，感觉神经主要负责传递疼痛、触觉和温度等信息，而运动神经则负责控制肌肉的运动。
二、生理学知识1. 骨骼系统的生理功能：包括支持和保护身体、机械支撑、参与运动、储存矿物质、造血等。
2. 骨骼系统的矿物质代谢：骨骼系统主要以钙、磷等矿物质为代谢物质，在生长期需要大量的矿物质来支持骨骼的生长和发育。
3. 骨骼系统的生长发育：骨骼在发育过程中，骨细胞的增殖和分化、骨基质的沉积和吸收等过程中发挥重要作用。
4. 骨骼系统的力学性能：骨骼具有很好的力学性能，能够承受外部力的作用，同时也能够适应不同力的作用而调整自身结构。
5. 骨骼系统的修复：骨骼系统在遭受创伤或损伤后，能够通过骨折愈合、软骨修复等途径恢复功能和形态。
三、病理学知识1. 骨折：是指骨骼受到外力作用而发生断裂，根据骨折的形态和特点可分为闭合性骨折和开放性骨折。
2. 骨质疏松症：是一种以骨密度降低、骨质疏松、骨折易发生为主要特征的骨代谢性疾病。
3. 骨肿瘤：是指发生在骨骼或软组织中的肿瘤，根据肿瘤的性质可分为良性骨肿瘤和恶性骨肿瘤。
4. 骨关节炎：是一种慢性的关节疾病，主要表现为关节疼痛、活动受限、关节畸形等症状。
5. 韧带损伤：是指韧带受到外力作用而发生拉伤或断裂的情况，主要发生在关节周围。
四、诊断学知识1. 骨折的诊断：包括病史询问和体格检查、X线检查、CT、MRI等影像学检查以及必要时的骨扫描等。
骨科生物力学
脊柱失稳是指脊柱在承受外力时发生异常位移或变形，可能导致疼痛 和功能障碍等症状。
脊柱疾病生物力学研究及治疗策略
脊柱疾病的生物力学研究
通过对脊柱疾病的生物力学研究，可以深入了解疾病的发生机制和发展过程，为制定有效 的治疗策略提供依据。
脊柱疾病的治疗策略
根据脊柱疾病的类型和严重程度，可以采取保守治疗、药物治疗、物理治疗、手术治疗等 多种治疗策略。
骨骼为人体提供支持和保护，维持身体姿势 和稳定。
造血和免疫
红骨髓具有造血功能，黄骨髓则具有免疫作 用。
运动功能
骨骼与肌肉、关节等协同作用，实现人体的 运动功能。
储存矿物质
骨骼是体内重要的矿物质储存库，尤其是钙 和磷。
骨骼损伤与修复机制
骨骼损伤类型
损伤修复过程
骨折、骨裂、骨挫伤等 是常见的骨骼损伤类型。
生物力学在治疗骨折、关节置 换、脊柱矫形等骨科手术中发 挥着重要作用，手术方案的设 计和实施需要考虑生物力学因 素，以确保手术效果和患者康 复。
在康复医学中，生物力学评估 和治疗手段可以帮助患者恢复 骨骼、肌肉和关节的正常功能 ，提高患者的生活质量。
通过对人群的生物力学指标进 行监测和评估，可以为骨科疾 病的预防提供科学依据。
纤维关节
骨性关节
由骨组织连接，如颅骨的骨连接，几 乎无活动性。
由纤维结缔组织连接，如韧带关节和 缝合关节，运动范围较小。
关节运动学与动力学分析
运动学分析
01
研究关节在三维空间中的运动轨迹、速度和加速度等，揭示关
节运动规律。
动力学分析
02
研究关节在运动过程中的力学特性和相互作用，包括力矩、功
率和能量等。
肌肉-骨骼系统分析
骨伤科生物力学
骨伤科生物力学骨伤科生物力学是研究人体骨骼系统在生理和病理状态下的力学特性和运动机制的学科。
它结合了生物学、物理学和工程学的原理，通过对骨骼系统的结构和功能进行分析，来研究骨骼系统的生物力学特性，为骨伤科的临床诊断和治疗提供科学依据。
骨伤科生物力学研究的重点之一是骨骼系统的力学特性。
骨骼是人体最重要的支撑结构之一，具有一定的强度和刚性。
通过研究骨骼的力学特性，可以了解骨骼的负荷分布、应力分布和变形情况，进而为骨伤科的手术设计和康复训练提供指导。
例如，骨折的治疗常常需要通过外固定或内固定的方式来恢复骨骼的正常结构和功能，而骨伤科生物力学的研究可以帮助医生选择合适的治疗方法和手术方案，以提高治疗效果和降低并发症的风险。
另一个重要的研究方向是骨骼系统的运动机制。
骨骼系统是人体运动的基础，它通过肌肉的收缩和关节的活动来实现身体的各种动作。
通过研究骨骼系统的运动机制，可以了解人体各个关节的运动范围、力学特性和稳定性，进而为骨伤科的关节置换和运动康复提供指导。
例如，在关节置换手术中，医生需要选择合适的人工关节来替代受损的关节，而骨伤科生物力学的研究可以帮助医生评估不同人工关节的运动特性，从而选择最适合患者的人工关节。
除了骨骼系统的力学特性和运动机制，骨伤科生物力学还涉及到一些其他的研究内容。
例如，骨骼系统的生长和发育是一个复杂的过程，它受到遗传和环境等多种因素的影响。
通过研究骨骼系统的生长和发育，可以了解骨骼的形态变化和力学特性的发展规律，为儿童骨科的诊断和治疗提供科学依据。
此外，骨骼系统还受到各种外界因素的影响，例如运动、药物和营养等。
通过研究这些因素对骨骼系统的影响，可以了解骨骼系统的适应性和可塑性，从而为骨伤科的预防和康复提供指导。
骨伤科生物力学是一个综合性的学科，它研究人体骨骼系统在生理和病理状态下的力学特性和运动机制，为骨伤科的临床诊断和治疗提供科学依据。
骨伤科生物力学的研究内容包括骨骼系统的力学特性、运动机制、生长发育和外界因素的影响等。
骨科医学中的生物力学研究
骨科医学中的生物力学研究骨科医学是关注人体骨骼系统的健康和功能的医学领域。
在这个领域中，生物力学扮演了一个至关重要的角色。
生物力学是物理学和生物学的交叉领域，研究生物系统的力学特性，包括骨骼系统的形态、力学、材料学和生物学等。
在骨科医学中，生物力学研究致力于解决一系列与骨骼系统相关的临床问题，包括疾病的预防、诊断和治疗等方面。
骨科医生和生物力学家通常使用计算机模拟和实验研究方法来研究骨骼系统的力学行为。
通过这些研究，他们可以改进治疗方法，预防疾病，甚至改进人工骨骼等医疗器械。
这些研究还可以帮助医生更好地了解骨骼系统在日常活动中的功能和性能，以及在运动和运动中所承受的力量。
下面是一些研究生物力学在骨科医学中的应用的例子：1. 骨折愈合骨折愈合是指一种生物学上的自我修复过程，涉及骨骼系统中各种不同类型的组织和生物分子之间的相互作用。
通过生物力学分析和建模，研究人员可以更好地理解骨折愈合过程中的机制，从而改进治疗策略和预防措施。
2. 骨质疏松骨质疏松是骨骼系统的一种常见问题。
它是一种骨量减少、组织低萎缩和骨密度下降的疾病，导致骨骼脆弱易碎。
通过生物力学建模，研究人员可以了解骨质疏松症下骨骼的力学性能，例如骨骼的结构和骨强度。
这些研究还可以用于改进骨质疏松预防和治疗方法的发展。
3. 人工关节和骨科植入物人工关节和其他骨科植入物是骨科医生经常使用的治疗手段。
这些植入物可以帮助骨骼系统的受损部分重获功能并减轻疼痛。
然而，不同的植入物在各种运动和负载下可能会受到不同的力学应力。
因此，生物力学建模可以用于评估不同类型的植入物在各种情况下的性能，并预测其在日常活动中的生物相容性。
综上所述，生物力学在骨科医学中的应用非常广泛，涉及多个临床问题和治疗手段。
通过这些研究，我们可以更好地理解骨骼系统的力学和生物特性，并更好地预测和治疗相关的疾病。
生物力学领域的不断发展和进步将继续帮助骨科医生改进现有的治疗方法，为全球人民提供更好的医疗服务。
骨科疾病的生物力学相关知识上穿医学
骨科疾病的个性化治疗与生物力学
骨科疾病的生物材料与生物力学
生物材料与生物力学在骨科疾病的治疗中具有广泛应用，通过合理选择和应用生物材料，可以提高治疗效果并降低并发症。
总结词
在骨科疾病的治疗中，生物材料的应用越来越广泛。不同的生物材料具有不同的生物力学特性，如弹性模量、抗压强度等。医生需要根据患者的具体情况和需求，选择合适的生物材料，以最大限度地恢复患者的骨骼、关节和肌肉等组织的生物力学功能。同时，还需要考虑生物材料的耐久性和稳定性，以确保治疗效果的持久性和稳定性。
通过调整生活习惯和增加负重运动，提高骨密度，预防骨质疏松。
职业病的生物力学干预
针对特定职业中常见的骨骼肌肉问题，提出针对性的预防措施。
骨骼健康的生物力学因素
了解影响骨骼健康的生物力学因素，如长期久坐、缺乏运动等。
生物力学在骨科疾病预防中的作用
05
骨科疾病的生物力学研究展望
个性化治疗与生物力学在骨科疾病中具有重要关联，通过深入研究生物力学，可以为患者提供更加精准和有效的治疗方案。
脊柱疾病的生物力学
03
脊柱疾病也是骨科疾病中的常见病，生物力学的研究表明，脊柱的生理弯曲、椎间盘的厚度和弹性以及脊柱周围肌肉的力量等因素都与脊柱疾病的发生和发展密切相关。
生物力学在骨科疾病中的影响
03
骨科疾病的生物力学分析
根据骨折发生的位置、形态和稳定性，骨折可以分为多种类型，如横行骨折、斜行骨折、粉碎性骨折等。
关节炎的生物力学分析
关节炎的分类
关节炎可以分为多种类型，如骨关节炎、类风湿性关节炎、强直性脊柱炎等。
关节炎的生物力学机制
关节炎的发生与关节面的压力分布、关节软骨的磨损和关节周围软组织的炎症反应等生物力学因素有关。
骨科必看知识点总结
骨科必看知识点总结一、解剖学知识1. 骨骼系统的解剖骨骼系统是由骨骼、肌肉、关节和韧带等组成的，骨骼系统的解剖结构非常复杂，骨骼系统的各个部分相互联系，相互依赖。
骨骼系统中主要包括头部、躯干、四肢和骨盆等部分，每个部分都有其独特的结构和功能。
2. 骨骼系统的血管和神经骨骼系统的血管和神经是骨骼系统运行的重要保障，骨骼系统的血管主要包括静脉、动脉和毛细血管等，而骨骼系统的神经主要包括脑神经、脊髓神经和末梢神经等。
3. 骨骼系统的发育和生长骨骼系统的发育和生长是骨骼系统整个生命周期中最为重要的阶段，骨骼系统的发育和生长受多种因素的影响，如遗传、营养、激素等。
4. 骨骼系统的功能骨骼系统有很多重要的功能，如支撑、保护、运动、造血和矿物贮存等。
二、生理学知识1. 骨骼系统的生理功能骨骼系统主要包括骨骼、肌肉和关节等组成部分，每个部分都有其独特的生理功能，如骨骼的支持、肌肉的收缩和关节的灵活性等。
2. 骨骼系统的代谢骨骼系统的代谢是骨骼系统运行的重要保障，骨骼系统的代谢主要包括钙代谢、磷代谢和骨密度调节等。
3. 骨骼系统的运动骨骼系统的运动是骨骼系统的一个重要功能，骨骼系统的运动基本由肌肉和关节共同完成，肌肉通过传导神经冲动收缩，驱动骨骼的运动。
4. 骨骼系统的感觉骨骼系统的感觉是骨骼系统的另一个重要功能，骨骼系统的感觉主要包括力感觉和压力感觉等。
三、病理学知识1. 骨骼系统的疾病骨骼系统的疾病主要包括骨折、关节炎、骨质疏松、韧带损伤等，每种疾病都有其独特的病理生理机制。
2. 骨骼系统的病因骨骼系统的疾病有很多病因，如外伤、感染、炎症、肿瘤等。
3. 骨骼系统的诊断和治疗骨骼系统的疾病的诊断和治疗是骨科医生的核心工作之一，骨骼系统的疾病需要通过临床表现、影像学检查和实验室检查来进行诊断，并且需要采取相应的治疗措施，如手术、药物治疗和康复训练等。
四、影像学知识1. 骨骼系统的常见影像学检查骨骼系统的影像学检查主要包括X线检查、CT检查、MRI检查和骨扫描等，这些检查在诊断骨骼系统疾病方面起着至关重要的作用。
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北京积水潭医院物理康复科
健康
营养
心肺功能
ADL能力
患者教育
功能性运动
平衡与本体感觉 肌肉势能 关节活动度与关节稳定 心理情况 与适应能力l
组织愈合
诊断；急性期处理；手术技术；康复技术
一 脊柱疾病康复的基本理论与基本原则
（一 ） 脊柱稳定性的概念
脊柱的功能：保护神经；作为身体运动的轴心承 担力、分散力、转移力 对脊柱的力学要求：既坚固又灵活 脊柱稳定性的概念：承受内在及外在负荷的情况 下，组成脊柱的各个部分之间的相对位移保持在 正常生理范围内，不会引起神经的损害 脊柱不稳定：机械性不稳定；神经性不稳定
（四）整体运动肌与局部稳定肌
背部肌肉解剖
浅层肌肉：斜方肌、背阔肌、 肩胛提肌、大小菱形肌、 上后锯肌、下后锯肌 深层肌群 骶棘肌：腰背筋膜后层、骶髂骨韧带和髂嵴上部，纤维向上，至肋下 缘稍上，延展为三柱。 髂肋肌（腰、胸、颈三部）； 最长肌（胸、颈、头三部）；最长最厚，胸最长肌止于腰椎的横突 和 副突、胸椎的横突尖及肋骨附近 棘肌：主要由筋膜构成 横突棘肌：半棘肌、多裂肌、回旋肌 腰部主要为多裂肌 棘突间肌、横突间肌
Allingham C. The shoulder complex. In: Zaluga M, Briggs C, Carlisle J et al: Sports Physiotherapy, applied science & practice, p.360. Churchill Livingstone, Melbourne 1995
脊柱疾病的病理过程
——脊柱稳定性的逐渐丧失
Spinal motor control dysfunction
Repeated microtrauma
Pain
原因
外在负荷的影响：不正确的姿势、过度负 重 椎间盘的退变 肌肉功能的紊乱
肌肉功能紊乱的表现
内层肌肉：萎缩、功能失调、肌肉失活 小关节紊乱的原因？ 外层肌肉: 过度 工作，可出现痉挛、劳损、 短缩 为什么“腰肌劳损”？ “腰肌劳损”的治疗：燕子飞？
又称第二肩关节 由肩峰、喙突和喙肩韧带作为关节臼窝样结 构，肱骨大结节作为 杵状突部分，其间肩袖 各肌可看作关节内半月板，而肩峰下囊相当 于关节腔
肩袖的功能
肩袖的共同功能是在任何运动或静止状态使肱骨头与肩胛盂保持稳定， 使盂肱关节成为运动的旋转轴心和支点，维持上臂的各种姿势和参与完 成各种运动功能。 冈上肌、肩胛下肌的肌腱位于第二肩关节(肩峰下关节)的喙肩弓下， 在肩关节做内收、外展、上举及后伸等运动时，上述二肌在喙肩弓下往 复移动，易因受头挤、冲撞而致损伤。冈上肌、冈下肌肌腱在止点近侧 的终末段1一1. 5cm范围内是无血管区，又称危险区是肌腱近侧端滋养血 管的终末端与肌腱大结节止点部来自骨膜滋养血管的交界区域，是血供 薄弱部位，也是肌腱退化变性和断裂的好发部位。
Panjabi的脊柱稳定性“三亚系模型” （1992年）：被动亚系（韧带和骨 骼）、主动亚系（肌肉）和神经控 制亚系（反馈和控制） 被动亚系特指关节和韧带结构；主 动亚系特指相关肌肉；控制亚系特 指神经肌肉运动控制系统，它可以 接受来自脊柱稳定性有关肌肉的信 息，然后控制主动亚系的有关肌肉 活动，参与稳定型维持 根据Panjabi的观点，三个亚系分别 是维持脊柱稳定性的三个独立性因 素，通常某一因素的“亏损” （deficit），可以由其它要素加以 代偿。而各个亚系之间的功能无法 代偿的时候，往往会造成脊柱稳定 性破坏，形成下腰背痛
（二）运动单元的概念
影响脊柱稳定性的因素
结构性稳定器：椎体的形状与大小，关节 面的形状、大小与方向 动力性稳定器：韧带、纤维环、关节面软 骨 流体力学稳定器：髓核的膨胀度 随意性稳定器：外层肌肉（动力肌）、内 层肌肉（稳定肌）
（三）脊柱稳定的三亚系模型
脊柱稳定性的三亚系模型
（七） 脊柱疾病的康复原则
健康教育 恢复脊柱稳定性：运动训练，支具 恢复脊柱序列：牵引、正脊、推拿、麦肯 基技术 缓解疼痛：物理治疗、按摩、药物
广义的肩关节组成
（1）盂肱关节： （2）肩锁关节： （3）胸锁关节： （4）喙锁关节： （5）肩峰下间隙： （6）肩胛胸壁关节：
The Scapulohumeral ability
Passive subsystem
- Bony structures - Ligaments - Joint capsules - Intervertebral discs
Active subsystem
- Muscles - Tendons
Control subsystem
肩胛骨胸壁关节
该关节无关节面、关节囊和关节软骨等结构
肩胛前间隙：被前锯肌分隔成两部分
前肩胛前间隙：前锯肌与胸壁之间
前锯肌内囊、前锯肌下囊 后肩胛前间隙：前锯肌与覆盖肩胛下肌的肩胛下筋膜之间 肩胛下动、静脉 肩胛下神经、胸背神经
运动：上提、下压、内收、外展、内旋、外旋
肩峰下间隙
Force couples
Allingham C. The shoulder complex. In: Zaluga M, Briggs C, Carlisle J et al: Sports Physiotherapy, applied science & practice, p.360. Churchill Livingstone, Melbourne 1995
一、关节盂：
盂的面积仅为肱骨头面积的三分之一，上、下 缘有盂上、下结节，分别为肱二头肌长头和肱 三头肌长头附着。盂面上覆以一层透明软骨， 厚2～3mm，中央薄，外周厚。盂的边缘镶以 一圈致密的纤维束，称盂唇。 盂唇上半松弛，具有活动性，除非有明显的撕 脱和剥离，应视为正常。盂唇前上部如有缺损 也不能视为病变。相反，盂唇下半松弛则属异 常，下半剥离可致盂肱关节不稳。
- CNS - Periferal nerves
Panjabi 1994
Muscle stability
Stability demand
Global movers Global stabilizers
Local stabilizers
Hilde Fredriksen 2005
（六）从生物力学的角度看脊柱疾 病的病理过程