生物力学分析省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

康复生物力学与生理学基础康复生物力学与生理学基础南京医科大学康复医学系南京医科大学康复医学系Dept of Rehabilitation Medicine of Nanjing Medical University 第1页内容内容n生物力学：生物力学：n应用力学原理分析人体运动规律应用力学原理分析人体运动规律n运动生理学：运动生理学：n研研究究运运动动中中人人体体主主要要系系统统和和脏脏器器功功效效生生理理效效应规律应规律第2页运动力学基础运动力学基础n力力学学：研研究究物物体体间间相相互互作作用用力力与与物物体体发发生位移间关系物理学分支生位移间关系物理学分支n内力内力n外力外力第3页运动力学基础运动力学基础n人体杠杆：支点，力点、阻力点人体杠杆：支点，力点、阻力点n平衡杠杆平衡杠杆n省力杠杆省力杠杆n速度杠杆速度杠杆第4页第5页第6页第7页运动力学基础运动力学基础n费劲杠杆在康复治疗中作用费劲杠杆在康复治疗中作用n训练肌力，经过调整阻力臂距离，增加或降训练肌力，经过调整阻力臂距离，增加或降低负荷重量：例：股四头肌渐进抗阻低负荷重量：例：股四头肌渐进抗阻n取得速度，可经过增加阻力臂，降低动力臂取得速度，可经过增加阻力臂，降低动力臂进行，虽费劲，但力点稍移动，即可加大阻进行，虽费劲，但力点稍移动，即可加大阻力点移动速度和范围。力点移动速度和范围。第8页运动力学基础运动力学基础n省力杠杆在康复中作用省力杠杆在康复中作用n可负较大重量可负较大重量n加强肌肉保护）加强肌肉保护）第9页运动力学基础运动力学基础n运动平面运动平面n矢状面矢状面n额状面额状面n水平面水平面n运动轴运动轴n矢状轴矢状轴n额状轴额状轴n垂直轴垂直轴第10页第11页运动力学基础运动力学基础n关节力学关节力学n单轴关节：单轴关节：n滑车关节（指间、膝关节）滑车关节（指间、膝关节）n圆柱关节（尺桡关节圆柱关节（尺桡关节n双轴关节：双轴关节：n椭圆关节（腕、掌指关节）椭圆关节（腕、掌指关节）n鞍状关节（踝关节）鞍状关节（踝关节）n三轴关节：三轴关节：n球窝关节（肩、髋）球窝关节（肩、髋）n平面关节（肩锁关节）平面关节（肩锁关节）第12页第13页运动力学基础运动力学基础n关节稳定性和灵活性关节稳定性和灵活性n上肢以精细活动为主，灵活性好而稳定性相上肢以精细活动为主，灵活性好而稳定性相对较差对较差n下肢支撑体重，要求稳定性好而灵活性较差下肢支撑体重，要求稳定性好而灵活性较差 第14页运动力学基础运动力学基础n关节稳定性和灵活性影响原因关节稳定性和灵活性影响原因n组成关节两个关节面大小组成关节两个关节面大小n两个关节面一样大小稳定性好两个关节面一样大小稳定性好n两个关节面相差大灵活性好两个关节面相差大灵活性好n关节囊厚薄与松紧度关节囊厚薄与松紧度n关节韧带强弱与数量关节韧带强弱与数量n关节周围肌肉强弱关节周围肌肉强弱第15页第16页第17页第18页运动力学基础运动力学基础n肌肉力学特征肌肉力学特征n肌肉理化特征肌肉理化特征n兴奋性和收缩性兴奋性和收缩性-肌肉收缩产生肌力肌肉收缩产生肌力n伸展性和弹性伸展性和弹性-肌肉及腱组织拉长与缩短肌肉及腱组织拉长与缩短n决定肌力大小原因：决定肌力大小原因：n运动单位募集程度运动单位募集程度n肌肉横截面肌肉横截面n肌肉收缩前初长度肌肉收缩前初长度n肌肉作功时力臂长度肌肉作功时力臂长度 （杠杆效应）（杠杆效应）n肌纤维走向与肌腱长轴关系肌纤维走向与肌腱长轴关系第19页第20页纤维组织力学特征纤维组织力学特征n粘弹性粘弹性n非线性应力非线性应力-应变关系：应变关系：n蠕蠕变变creepcreep：维维持持恒恒定定载载荷荷下下，纤纤维维组组织织迟迟缓缓连连续续延长延长n应应力力松松弛弛stress stress relaxationrelaxation：维维持持长长度度不不变变，纤纤维组织内因牵伸而提升张力逐步下降；维组织内因牵伸而提升张力逐步下降；n弹性延伸：在去除应力后纤维组织回缩。弹性延伸：在去除应力后纤维组织回缩。n塑性延伸：在去除应力后纤维组织持久性延长。塑性延伸：在去除应力后纤维组织持久性延长。第21页二、运动生理学二、运动生理学第22页运动与骨骼肌运动与骨骼肌n运动单位（运动单位（motor unit motor unit）由由一一个个a a 运运动动神神经经元元和和它它全全部部神神经经末末梢梢所所支支配配骨骨骼骼肌肌纤纤维维，这这些些肌肌纤纤维维都都有有相相同同生生化化和和生生理理特特征征，完完成成相相同同功功效效活活动动，作作为为神神经经肌肌肉肉活活动动基基本本功功效效单单位位。一一个个运运动动单单位位包包含含肌肌纤纤维维数数目目改改变变很很大大（几几条条到到数数千千条条），全全部部肌肌纤纤维维都都最最少少受受一一个运动神经元支配。个运动神经元支配。第23页第24页运动与骨骼肌运动与骨骼肌n骨骼肌组成骨骼肌组成n骨骼肌细胞骨骼肌细胞-肌膜、肌浆和肌原纤维组成肌膜、肌浆和肌原纤维组成n肌原纤维肌原纤维-粗丝：肌球蛋白粗丝：肌球蛋白n细丝：肌动蛋白、原肌球蛋白、肌钙蛋白细丝：肌动蛋白、原肌球蛋白、肌钙蛋白第25页第26页运动与骨骼肌运动与骨骼肌q骨骼肌分型骨骼肌分型q慢肌纤维（慢肌纤维（I I型）型）：红肌纤维，迟缓氧化红肌纤维，迟缓氧化型肌纤维（型肌纤维（SOSO）q快肌纤维（快肌纤维（IIaIIa，IIbIIb型）：型）：qIIaIIa型：介与上型：介与上2 2类之间，快速氧化类之间，快速氧化-糖元分解型糖元分解型纤维（纤维（FOGFOG）。）。qIIbIIb型：白肌纤维，快速糖元分解型肌纤维型：白肌纤维，快速糖元分解型肌纤维（FGFG）。）。第27页n三种不一样功效肌纤维特征I I(SO)(SO)IIaIIa (FOG)(FOG)IIbIIb(FG)(FG)形态特征形态特征肌纤维大小肌纤维大小肌浆网肌浆网运动神经元运动神经元相对肌纤维数量相对肌纤维数量/运动单位运动单位毛细血管（最大血流量毛细血管（最大血流量）肌肉颜色肌肉颜色小小不发达不发达细细少少多多红红最大最大发达发达粗粗中等中等中等中等红红大大发达发达粗粗多多少少白白生理特征生理特征n收缩速度n肌浆网吸收Ca25能力n肌张力n耐疲劳n力发挥效率n动员阈值n神经冲动传导速度n能量供给形式慢慢低低低低低低高高低低慢慢氧化磷氧化磷酸化酸化快快高高高高中等中等低低高高快快氧化磷氧化磷酸化酸化快快高高高高高高低低高高快快糖哮解糖哮解代谢特征代谢特征n线粒体n线粒体有氧能力n糖原贮备n肌球蛋白ATP酶n线粒体无氧代谢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第28页运动与骨骼肌运动与骨骼肌n肌肉收缩基本形式肌肉收缩基本形式n等长收缩等长收缩n等张收缩：等张收缩：n等张缩短等张缩短n等张延伸等张延伸n等速收缩等速收缩第29页运动与骨骼肌运动与骨骼肌n肌肉收缩力量：肌肉收缩力量：n肌肌力力：指指肌肌肉肉受受神神经经兴兴奋奋后后收收缩缩时时产产生力量和张力。例：一次性举重生力量和张力。例：一次性举重n耐耐力力：指指肌肌肉肉收收缩缩时时所所能能维维持持时时间间和和重复收缩能力（即肌力所能维持时间）。重复收缩能力（即肌力所能维持时间）。第30页不一样运动形式对骨骼肌影响不一样运动形式对骨骼肌影响第31页运动与骨骼肌运动与骨骼肌n肌肉活动时相互作用肌肉活动时相互作用n原动肌（原动肌（agonistagonist）：直接完成动作肌群）：直接完成动作肌群n拮抗肌（拮抗肌（antagodistantagodist）：与原动肌作用相反）：与原动肌作用相反肌群肌群 n固定肌（固定肌（fixatorfixator）：参加临近关节固定肌）：参加临近关节固定肌群，以确保原动肌活动群，以确保原动肌活动n中和肌（中和肌（neutralizatorneutralizator）：为抵消原动肌）：为抵消原动肌收缩时所产生一部分不需要动作收缩时所产生一部分不需要动作第32页运动对心血管影响运动对心血管影响n肌肉血流自动调整肌肉血流自动调整n运动中为满足运动肌代谢需要，身体血流重运动中为满足运动肌代谢需要，身体血流重新分布，运动中支配四肢肌肉血管扩张，其新分布，运动中支配四肢肌肉血管扩张，其它脏器血管收缩，血流量均降低，以确保主它脏器血管收缩，血流量均降低，以确保主要脏器和肌肉血供。要脏器和肌肉血供。第33页运动对心血管影响运动对心血管影响n神经性调整：神经性调整：n交交感感神神经经张张力力增增加加，迷迷走走神神经经张张力力下下降降，产产生循环效应：生循环效应：n心收缩力增强心收缩力增强n心率增加，每搏量增加，心输出量增加心率增加，每搏量增加，心输出量增加n静脉血回流增加静脉血回流增加第34页运动对呼吸系统影响运动对呼吸系统影响n运动中摄氧量改变运动中摄氧量改变第35页氧亏（氧亏（O2 deficit）氧债（氧债（O2 debt）第36页准备活动（准备活动（warm-up）放松活动（放松活动（cool-down）第37页最大吸氧量（VO2max）最大吸氧量平台VO2max是指在递增运动中，VO2出现平台，不随运动负荷递增而增加。第38页第39页心输出量心输出量气体交换气体交换O2运输运输氧利用氧利用动静氧差动静氧差第40页运动对代谢影响运动对代谢影响n大强度，力量性运动，短时间运动或一些大运动早期大强度，力量性运动，短时间运动或一些大运动早期（百米冲刺，举重等）能量起源是经过无氧代谢供给。（百米冲刺，举重等）能量起源是经过无氧代谢供给。无氧代谢无氧代谢肌组织直接利用其本身贮备能量（肌组织直接利用其本身贮备能量（ATPATP水平水平及磷酸肌酸反应）及糖无氧酵解过程中产生及磷酸肌酸反应）及糖无氧酵解过程中产生ATPATP供能，供能，这一过程称无氧代谢。这一过程称无氧代谢。n中、小强度，长时间运动（马拉松，万米以上）能量中、小强度，长时间运动（马拉松，万米以上）能量起源主要是能过有氧代谢供给。有氧代谢起源主要是能过有氧代谢供给。有氧代谢即肌肉在即肌肉在线粒体内进行氧化磷酸化（三羧酸循环）过程中合成线粒体内进行氧化磷酸化（三羧酸循环）过程中合成ATP ATP 而提供能量过程称有氧代谢。供能物质能够是脂而提供能量过程称有氧代谢。供能物质能够是脂肪酸，糖元，氨基酸等。肪酸，糖元，氨基酸等。第41页小结n人体力n关节三种杠杆类型n运动单位n骨骼肌收缩方式n影响肌力原因n最大吸氧量第42页