新運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)

1、運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)淺析運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)淺析 小兒腦病康復(fù)科 趙繼輝內(nèi)容內(nèi)容 生物力學(xué)：生物力學(xué)：應(yīng)用力學(xué)的原理分析人體運(yùn)動(dòng)規(guī)律應(yīng)用力學(xué)的原理分析人體運(yùn)動(dòng)規(guī)律 運(yùn)動(dòng)生理學(xué)：運(yùn)動(dòng)生理學(xué)：研究運(yùn)動(dòng)中人體主要系統(tǒng)和臟器功能生理效應(yīng)規(guī)律研究運(yùn)動(dòng)中人體主要系統(tǒng)和臟器功能生理效應(yīng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的概念運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的概念：是以人體的解剖學(xué)、人體的生理：是以人體的解剖學(xué)、人體的生理學(xué)、力學(xué)的理論與方法，研究人體運(yùn)動(dòng)器系的生物力學(xué)學(xué)、力學(xué)的理論與方法，研究人體運(yùn)動(dòng)器系的生物力學(xué)特性和人體運(yùn)動(dòng)動(dòng)作的力學(xué)規(guī)律以及器械機(jī)械運(yùn)動(dòng)力學(xué)特性和人體運(yùn)動(dòng)動(dòng)作的力學(xué)規(guī)律以及器械機(jī)械運(yùn)動(dòng)力學(xué)規(guī)律的科學(xué)。規(guī)律的科學(xué)。運(yùn)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)運(yùn)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)w人

2、體杠桿：支點(diǎn)，力點(diǎn)、阻力點(diǎn)人體杠桿：支點(diǎn)，力點(diǎn)、阻力點(diǎn)平衡杠桿平衡杠桿省力杠桿省力杠桿速度杠桿速度杠桿運(yùn)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)運(yùn)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)w費(fèi)力杠桿在康復(fù)治療中的作用費(fèi)力杠桿在康復(fù)治療中的作用訓(xùn)練肌力，通過(guò)調(diào)整阻力臂距離，增加或減少負(fù)訓(xùn)練肌力，通過(guò)調(diào)整阻力臂距離，增加或減少負(fù)荷重量：荷重量：例：股四頭肌漸進(jìn)抗阻例：股四頭肌漸進(jìn)抗阻獲得速度，可通過(guò)增加阻力臂，減少動(dòng)力臂進(jìn)行，獲得速度，可通過(guò)增加阻力臂，減少動(dòng)力臂進(jìn)行，雖費(fèi)力，但力點(diǎn)稍移動(dòng)，即可加大阻力點(diǎn)移動(dòng)的雖費(fèi)力，但力點(diǎn)稍移動(dòng)，即可加大阻力點(diǎn)移動(dòng)的速度和范圍。速度和范圍。運(yùn)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)運(yùn)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)w省力杠桿在康復(fù)中的作用省力杠桿在康復(fù)中的作用可負(fù)較大重量可

3、負(fù)較大重量加強(qiáng)肌肉保護(hù)加強(qiáng)肌肉保護(hù) 運(yùn)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)運(yùn)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)w運(yùn)動(dòng)平面運(yùn)動(dòng)平面矢狀面矢狀面額狀面額狀面水平面水平面w運(yùn)動(dòng)軸運(yùn)動(dòng)軸矢狀軸矢狀軸額狀軸額狀軸垂直軸垂直軸運(yùn)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)運(yùn)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)w關(guān)節(jié)的力學(xué)關(guān)節(jié)的力學(xué)w單軸關(guān)節(jié)：?jiǎn)屋S關(guān)節(jié)：滑車關(guān)節(jié)滑車關(guān)節(jié)圓柱關(guān)節(jié)圓柱關(guān)節(jié)w雙軸關(guān)節(jié)：雙軸關(guān)節(jié)：橢圓關(guān)節(jié)橢圓關(guān)節(jié)鞍狀關(guān)節(jié)鞍狀關(guān)節(jié)w三軸關(guān)節(jié)：三軸關(guān)節(jié)：球窩關(guān)節(jié)球窩關(guān)節(jié)平面關(guān)節(jié)平面關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)運(yùn)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)w關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性和靈活性關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性和靈活性上肢以精細(xì)活動(dòng)為主，靈活性好而穩(wěn)定性相對(duì)較上肢以精細(xì)活動(dòng)為主，靈活性好而穩(wěn)定性相對(duì)較差差下肢支撐體重，要求穩(wěn)定性好而靈活性較差下肢支撐體重，要求穩(wěn)定性好而靈活性較

4、差 運(yùn)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)運(yùn)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)w關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性和靈活性影響因素關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性和靈活性影響因素構(gòu)成關(guān)節(jié)的兩個(gè)關(guān)節(jié)面的大小構(gòu)成關(guān)節(jié)的兩個(gè)關(guān)節(jié)面的大小w兩個(gè)關(guān)節(jié)面一樣大小穩(wěn)定性好兩個(gè)關(guān)節(jié)面一樣大小穩(wěn)定性好w兩個(gè)關(guān)節(jié)面相差大靈活性好兩個(gè)關(guān)節(jié)面相差大靈活性好關(guān)節(jié)囊的厚薄與松緊度關(guān)節(jié)囊的厚薄與松緊度關(guān)節(jié)韌帶的強(qiáng)弱與數(shù)量關(guān)節(jié)韌帶的強(qiáng)弱與數(shù)量關(guān)節(jié)周圍的肌肉強(qiáng)弱關(guān)節(jié)周圍的肌肉強(qiáng)弱運(yùn)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)運(yùn)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)w肌肉的力學(xué)特性肌肉的力學(xué)特性肌肉的理化特性肌肉的理化特性w 興奮性和收縮性興奮性和收縮性- -肌肉收縮產(chǎn)生肌力肌肉收縮產(chǎn)生肌力w 伸展性和彈性伸展性和彈性- -肌肉及腱組織的拉長(zhǎng)與縮短肌肉及腱組織的拉長(zhǎng)與縮短w決定肌

5、力大小的因素：決定肌力大小的因素：運(yùn)動(dòng)單位的募集程度運(yùn)動(dòng)單位的募集程度肌肉的橫截面肌肉的橫截面肌肉收縮前的初長(zhǎng)度肌肉收縮前的初長(zhǎng)度肌肉作功時(shí)的力臂長(zhǎng)度肌肉作功時(shí)的力臂長(zhǎng)度 （杠桿效應(yīng)）（杠桿效應(yīng)）肌纖維走向與肌腱長(zhǎng)軸的關(guān)系肌纖維走向與肌腱長(zhǎng)軸的關(guān)系纖維組織的力學(xué)特性纖維組織的力學(xué)特性w粘彈性粘彈性非線性應(yīng)力非線性應(yīng)力- -應(yīng)變關(guān)系：應(yīng)變關(guān)系：蠕變?nèi)渥僣reepcreep：維持恒定的載荷下，纖維組織緩慢持：維持恒定的載荷下，纖維組織緩慢持續(xù)延長(zhǎng)續(xù)延長(zhǎng)應(yīng)力松弛應(yīng)力松弛stress relaxationstress relaxation：維持長(zhǎng)度不變，纖：維持長(zhǎng)度不變，纖維組織內(nèi)因牽伸而提高的張力逐

6、漸下降；維組織內(nèi)因牽伸而提高的張力逐漸下降；w彈性延伸：在去除應(yīng)力后纖維組織回縮。彈性延伸：在去除應(yīng)力后纖維組織回縮。w塑性延伸：在去除應(yīng)力后纖維組織持久性延長(zhǎng)。塑性延伸：在去除應(yīng)力后纖維組織持久性延長(zhǎng)。二、運(yùn)動(dòng)生理學(xué)基礎(chǔ)二、運(yùn)動(dòng)生理學(xué)基礎(chǔ)運(yùn)動(dòng)與骨骼肌運(yùn)動(dòng)與骨骼肌q骨骼肌的分型骨骼肌的分型q慢肌纖維（慢肌纖維（i i型）型）： 紅肌纖維，緩慢氧化型肌紅肌纖維，緩慢氧化型肌纖維（纖維（soso）q快肌纖維（快肌纖維（iiaiia，iibiib型）：型）：qiiaiia型：介與上型：介與上2 2類之間，快速氧化類之間，快速氧化- -糖元分解型纖維糖元分解型纖維（fogfog）。）。qiibiib型

7、：白肌纖維，快速糖元分解型肌纖維（型：白肌纖維，快速糖元分解型肌纖維（fgfg）。）。三種不同功能肌纖維的特征三種不同功能肌纖維的特征i i(so)(so)iiaiia (fog) (fog)iibiib(fg(fg) )形態(tài)特征形態(tài)特征肌纖維大小肌纖維大小肌漿網(wǎng)肌漿網(wǎng)運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元相對(duì)肌纖維數(shù)量相對(duì)肌纖維數(shù)量/ /運(yùn)動(dòng)單位運(yùn)動(dòng)單位毛細(xì)血管（最大血流量毛細(xì)血管（最大血流量）肌肉顏色肌肉顏色小小不發(fā)達(dá)不發(fā)達(dá)細(xì)細(xì)少少多多紅紅最大最大發(fā)達(dá)發(fā)達(dá)粗粗中等中等中等中等紅紅大大發(fā)達(dá)發(fā)達(dá)粗粗多多少少白白生理特征生理特征收縮速度收縮速度肌漿網(wǎng)吸收肌漿網(wǎng)吸收caca2525能力能力肌張力肌張力耐疲勞耐疲勞力

8、發(fā)揮效率力發(fā)揮效率動(dòng)員閾值動(dòng)員閾值神經(jīng)沖動(dòng)傳導(dǎo)速度神經(jīng)沖動(dòng)傳導(dǎo)速度能量供應(yīng)形式能量供應(yīng)形式慢慢低低低低低低高高低低慢慢氧化磷酸化氧化磷酸化快快高高高高中等中等低低高高快快氧化磷酸化氧化磷酸化快快高高高高高高低低高高快快糖哮解糖哮解代謝特征代謝特征線粒體線粒體線粒體的有氧能力線粒體的有氧能力糖原儲(chǔ)備糖原儲(chǔ)備肌球蛋白肌球蛋白atpatp酶酶線粒體的無(wú)氧代謝能力線粒體的無(wú)氧代謝能力多多高高多多少少低低多多中等中等多多多多中等中等少少低低少少多多高高運(yùn)動(dòng)與骨骼肌運(yùn)動(dòng)與骨骼肌w肌肉收縮的基本形式肌肉收縮的基本形式等長(zhǎng)收縮等長(zhǎng)收縮等張收縮：等張收縮：w等張縮短等張縮短w等張延伸等張延伸等速收縮等速收縮運(yùn)動(dòng)

9、與骨骼肌運(yùn)動(dòng)與骨骼肌w肌肉收縮的力量：肌肉收縮的力量：肌力：指肌肉受神經(jīng)興奮后收縮時(shí)產(chǎn)生的肌力：指肌肉受神經(jīng)興奮后收縮時(shí)產(chǎn)生的力量和張力。例：一次性舉重力量和張力。例：一次性舉重耐力：指肌肉收縮時(shí)所能維持的時(shí)間和重耐力：指肌肉收縮時(shí)所能維持的時(shí)間和重復(fù)收縮的能力（即肌力所能維持的時(shí)間）。復(fù)收縮的能力（即肌力所能維持的時(shí)間）。不同運(yùn)動(dòng)形式對(duì)骨骼肌的影響不同運(yùn)動(dòng)形式對(duì)骨骼肌的影響 方式方式適應(yīng)適應(yīng)功能影響功能影響中等強(qiáng)度，反復(fù)多 線粒體增加增加肌耐力有氧代謝為主節(jié)省糖元利用紅肌纖維改變?nèi)樗嵝纬缮偌±w維增加不顯線粒體相對(duì)減少增加肌力無(wú)氧代謝為主，蛋白質(zhì)合成白肌纖維為主肌纖維增粗可使耐力下降耐力運(yùn)動(dòng)耐

10、力運(yùn)動(dòng)大強(qiáng)度，短時(shí)間，少量變，快頻率力量運(yùn)動(dòng)力量運(yùn)動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)15分運(yùn)動(dòng)與骨骼肌運(yùn)動(dòng)與骨骼肌w肌肉活動(dòng)時(shí)的相互作用肌肉活動(dòng)時(shí)的相互作用原動(dòng)?。ㄔ瓌?dòng)?。╝gonistagonist）：直接完成動(dòng)作的肌群）：直接完成動(dòng)作的肌群拮抗?。ㄞ卓辜。╝ntagodistantagodist）：與原動(dòng)肌作用相反的肌）：與原動(dòng)肌作用相反的肌群群 固定?。ü潭。╢ixatorfixator）：參加臨近關(guān)節(jié)固定的肌群，）：參加臨近關(guān)節(jié)固定的肌群，以確保原動(dòng)肌的活動(dòng)以確保原動(dòng)肌的活動(dòng)中和?。ㄖ泻图。╪eutralizatorneutralizator）：為抵消原動(dòng)肌收縮）：為抵消原動(dòng)肌收縮時(shí)所產(chǎn)生的一部分不需要的動(dòng)作

11、時(shí)所產(chǎn)生的一部分不需要的動(dòng)作運(yùn)動(dòng)對(duì)心血管的影響運(yùn)動(dòng)對(duì)心血管的影響w肌肉血流的自動(dòng)調(diào)節(jié)肌肉血流的自動(dòng)調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)中為滿足運(yùn)動(dòng)肌代謝需要，身體血流重新分運(yùn)動(dòng)中為滿足運(yùn)動(dòng)肌代謝需要，身體血流重新分布，運(yùn)動(dòng)中支配四肢肌肉血管擴(kuò)張，其它臟器血布，運(yùn)動(dòng)中支配四肢肌肉血管擴(kuò)張，其它臟器血管收縮，血流量均減少，以保證重要臟器和肌肉管收縮，血流量均減少，以保證重要臟器和肌肉血供。血供。心心腦腦其它臟器其它臟器肌肉肌肉安靜（升安靜（升/分）分）0.250.751.251中等運(yùn)動(dòng)（升中等運(yùn)動(dòng)（升/分）分） 0.750.750.7512運(yùn)動(dòng)對(duì)心血管的影響運(yùn)動(dòng)對(duì)心血管的影響w神經(jīng)性調(diào)節(jié)：神經(jīng)性調(diào)節(jié)：交感神經(jīng)張力增加，迷走神

12、經(jīng)張力下降，產(chǎn)生循交感神經(jīng)張力增加，迷走神經(jīng)張力下降，產(chǎn)生循環(huán)效應(yīng)：環(huán)效應(yīng)：w心收縮力增強(qiáng)心收縮力增強(qiáng)w心率增加，每搏量增加，心輸出量增加心率增加，每搏量增加，心輸出量增加w靜脈血回流增加靜脈血回流增加運(yùn)動(dòng)對(duì)代謝的影響運(yùn)動(dòng)對(duì)代謝的影響w大強(qiáng)度，力量性運(yùn)動(dòng)，短時(shí)間的運(yùn)動(dòng)或一些大運(yùn)動(dòng)的早期大強(qiáng)度，力量性運(yùn)動(dòng)，短時(shí)間的運(yùn)動(dòng)或一些大運(yùn)動(dòng)的早期（百米沖刺，舉重等）能量來(lái)源是通過(guò)無(wú)氧代謝供給。無(wú)氧（百米沖刺，舉重等）能量來(lái)源是通過(guò)無(wú)氧代謝供給。無(wú)氧代謝代謝肌組織直接利用其自身貯備的能量（肌組織直接利用其自身貯備的能量（atpatp水平及磷酸水平及磷酸肌酸反應(yīng)）及糖的無(wú)氧酵解過(guò)程中產(chǎn)生的肌酸反應(yīng)）及糖的無(wú)氧酵解過(guò)程中產(chǎn)生的atpatp供能，這一過(guò)供能，這一過(guò)程程稱無(wú)氧代謝。稱無(wú)氧代謝。 w中、小強(qiáng)度，長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)動(dòng)（馬拉松，萬(wàn)米以上）能量來(lái)源中、小強(qiáng)度，長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)動(dòng)（馬拉松，萬(wàn)米以上）能量來(lái)源主要