骨运动学人体运动学第二版.ppt

1、骨的运动学,一、骨的运动学基础 骨的形状、结构与代谢 骨的血管、淋巴与神经 骨的功能 二、骨的运动适应性 骨的生物力学特性 骨的功能适应性,内容提要,骨，是机体的基本构架，是健康的重要基石，正常成年人： 206 块骨 骨是体内最坚硬的器官之一，具有韧性和弹性，并有很强的生命力 骨是运动系统的重要组成部分，在运动中充当杠杆的作用 载荷体重、支撑体重、保护内脏器官等。,骨的形状长骨,呈长管状 分布四肢 中空骨干 两端膨大骨骺,胫骨结节骨骺呈舌样隆突或不规则增大，密度不匀，并节裂成多个大小、形态不一的游离骨块，而胫骨结节相对应的胫骨近侧干骺端前缘常有较大的骨缺损区,骨的形状短骨,立方形 表面密质骨

2、内部松质骨 多分布呈压大、运动形式复杂、灵活部位,骨的形状扁骨,宽扁，成板状 多分布头、胸、四肢带部 保护内部脏器,骨的形状不规则骨,外形极不规则 含气的不规则骨位于头颅 减轻重量 发音共鸣,骨的形状籽骨,豆状 分布手足肌腱内 位于着力点处 肌腱通过它即可改变力的方向，又可减少摩擦,骨的结构,骨膜（骨外膜、骨内膜） 骨质（骨密质、骨松质） 关节面软骨 骨髓（黄骨髓、红骨髓） 血管 神经 淋巴,骨的结构骨膜骨外膜,致密结缔组织膜 富有血管、神经、淋巴管 分外层纤维层和内层成骨层 外层结构致密，胶原纤维（穿通纤维）穿过骨质，固定骨膜 内层疏松，有成骨作用,骨的结构骨膜骨内膜,被覆骨髓腔、骨小梁、中

3、央管内表面 参与骨增粗 成骨作用,骨的结构骨质,骨的结构骨质骨密质,外环骨板层 内环骨板层 骨单位 骨密质基本结构单位 哈佛氏管 福克曼管 同心分布的骨板,骨的结构骨质骨松质,针状、片状骨板构成 呈网状结构 骨小梁按力的方向排列 常分布于骨骺内 密质骨为松质骨的质量 的4倍，但松质骨代谢率 是密质骨的8倍,骨的结构骨髓,红骨髓 造血功能 分布松质骨网眼中 黄骨髓 5岁后长骨骨髓腔内红骨髓转化为黄骨髓 富含脂肪 危机时刻可转化成红骨髓,骨的结构关节面软骨,弹性吸收震荡 光滑耐磨损,关节软骨,软骨细胞,细胞周围区,近细胞区,远远细胞区,胶原纤维,蛋白多糖聚合物,关节切面,骨的结构关节面软骨,骨的结

4、构关节面软骨,间隙性局部流体压力,软骨内液体从基质中渗出,骨的代谢骨构建（骨塑性）,发生在生长期 骨形成大于吸收 骨皮质增厚、骨松质密集,骨的代谢骨重建,新骨替代旧骨 发生在成人期 先骨吸收再骨形成不破不立 骨吸收、形成仍继续，处于平衡状态 防止骨组织内的微损伤或微裂痕、 适应应力 过程分5期 休止期 激活期 吸收期（1月） 转换期 形成期,骨的代谢骨重建,一个骨重建周期约3个月。 一个骨重建所形成的结构为一个骨重建单位BRU 先出现骨吸收，后骨形成。量大致相当 骨重建可调节骨矿盐平衡、修复纤维损伤及移除无承载功能的骨组织。 每年在骨表面出现的BRU数量称BRU的激活率 1年中全身骨95%参与

5、骨重建 促进骨吸收的因素有甲状腺激素、甲状旁腺激素、皮质类固醇激素等 促骨形成的有维生素D、胰岛素、运动等,骨的血管,滋养动脉 1-2支 在骨干中部滋养孔进入 营养骨的主要血管（2/3) 分支吻合 骨端、骨骺和干骺端血管 经滋养孔入骨 骨膜血管 主要来自肌肉（1/3) 重要辅助血供来源,骨的淋巴管,骨膜有丰富的淋巴管 骨内是否有淋巴管（？）,骨的神经,神经分布最丰富的部位： 长骨关节端、扁骨、椎骨、骨膜 与滋养血管伴行 神经纤维有两类： 躯体传入神经纤维(感觉神经） 分布：骨膜、关节软骨深面 骨内脏传出神经纤维（节后交感神经纤维) 分布：血管壁、骨髓,骨的功能,力学功能 生理学功能,骨的功能力

6、学功能,支撑功能 杠杆功能 产生各种运动 保护功能 脑、胸廓、脊柱等,骨的功能生理学功能,钙、磷贮存功能和物质代谢功能 最大的钙（1kg）、磷（400-800g）库 磷与钙在骨内结合成羟基磷灰石 吸收过程依赖VitD、甲状旁腺素、降钙素 造血功能和免疫功能 红骨髓,骨的运动适应性,骨的生物力学特性 骨的承载能力 骨的载荷与变形 骨的应力与应变 骨的生物力学特性 骨折的生物力学 骨的功能适应性 骨形态结构的功能适应性 骨组织结构的功能适应性 骨塑性、骨重建和年龄相关性骨丢失 骨的生物力学指标,骨的生物力学特性骨的承载能力,强度抵抗破坏的能力 刚度抵抗变形的能力 稳定性保持原有平衡形态,骨的生物力

7、学特性骨的载荷,载荷：外力，一物体对另一物体的作用。 体积力：直接作用物体内部各点。重力、惯性力 表面力：作用于物体表面力。 分布力 集中力（集中载荷）,骨的生物力学特性骨的载荷,骨的载荷拉伸载荷,骨内部产生拉应力和应变，骨伸长同时变细,骨的载荷压缩载荷,可产生短缩形变 最大挤压应力出现在与载荷垂直平面上 骨承受压力载荷的能力最大,骨的载荷弯曲载荷,中轴一侧产生拉应力/变，另侧产生压应力/变 应力大小与至骨骼中轴距离成正比,骨的载荷剪切载荷,力的作用大小相等、方向相反、相距很近,骨的载荷扭转载荷,在任何横切面都有剪切应力 最大剪切应力在外边缘点处 最大拉应力与最大压应力作用在与中性轴成角度的斜

8、面上,骨的载荷复合载荷,骨的生物力学特性骨的基本变形,拉伸 压缩 剪切 弯曲 扭转,骨的生物力学特性骨的基本变形,骨的生物力学特性骨的基本变形,骨的生物力学特性骨的基本变形,决定骨断裂抵抗力和变形特征的主要因素是骨所承受的力大小、方向和力的作用点，以及骨组织的材料特性 骨组织的物质特性 骨的几何结构（大骨抵抗力优于小骨）,骨的生物力学特性骨的基本变形,弹性形变 外力撤除后，变形完全消失 弹塑性 外力撤除后仍有剩余形变 骨是典型的弹塑性体,骨的生物力学特性骨的应力,骨以形变产生内部的阻抗以抗衡外力 骨截面上的外力与骨横断面面积之比（pa） 应力不足或过大可致骨萎缩 应力对骨的调节,骨的生物力学特

9、性骨的应变,形变量/原尺度%,骨的生物力学特性应力-应变曲线,弹性变形区不会造成永久形变 塑性变形区结构破坏、永久变形 屈服点（弹性极限）极限强度（骨的最大应力） 导致骨折所需要的能量,骨的生物力学特性骨应变能量,达到极限负荷时的应力-应变曲线下面积 导致骨折所需要的能量 弹性区的斜率为弹性模量,骨密质 骨松质,STRESS,骨的生物力学特性骨应变能量,骨的生物力学特性各向异性,中间多孔介质的夹层结构 各方向弹性模量不同 骨松质的各向异性性质大于骨密质 椎体最明显,骨的生物力学特性各向异性,骨的生物力学特性弹性和坚固性,有机成分弹性 无机物坚固性,骨的生物力学特性抗压力强、抗张力差,对纵向压缩

10、抵抗力最强,骨的生物力学特性耐冲击力和持续力差,相同载荷，作用时间越短，在骨内引起的变化越大，骨的抵抗力越小,骨的生物力学特性应力强度的方向性,结构、刚度、各向异性各不同,骨的生物力学特性骨的强度和刚度,强度：应力-应变曲线下方的面积(抵抗破坏的能力)。 刚度：应力-应变曲线弹性区的斜率（抵抗变形的能力）。,骨的生物力学特性骨的强度和刚度,影响骨强度与刚度的因素： 压应力 骨的大小、形状,骨的生物力学特性机械力对骨的影响,骨对机械力的反应是有应力值决定 应力增大刺激成骨细胞生成骨质，反之刺激破骨细胞吸收骨质 骨对应力的反应是处于动态平衡状态,微裂痕和微损伤,机械负荷,破骨细胞增加,沿主要负荷方

11、向进行骨吸收,募集成骨细胞形成新骨,骨的生物力学特性骨是人体理想的结构材料,强度大 密度小、质量轻,骨受载的生物力学特性骨对应力反应,密质骨 疏松度5-30% 抗压强度大于抗拉强度 松质骨 疏松度30-90% 抗拉与抗压强度、弹性模量大致相等 拉力、压力负荷下应力-应变特性差异大,骨密质受载的生物力学特性,强度极限：压缩拉伸 弹性模量：拉伸压缩 应变2%发生断裂 长骨在管状部位的强度极限最高,骨松质受载的生物力学特性,较高的能量存储能力 应变7%发生断裂 结构密度与受应力大小成正比 开放性针状 针状与片状混合 封闭式片状,骨松质受载的生物力学特性,骨小梁的排列方向依赖于应力的大小、方向、类型

12、受力越复杂，结构越复杂 承重最重的骨小梁最后消失 具有黏弹性、蠕变性质（快慢快）,骨折生物力学骨的受载形式与骨折类型的关系,骨折生物力学骨的受载形式与骨折类型的关系,骨折生物力学骨的受载形式与骨折类型的关系,骨折生物力学原理,骨折是由应力和功能分布不均匀所引起 应力强度极限骨折 反复负荷应力性骨折,骨折生物力学原理骨受拉伸载荷所致骨折,断裂机制主要为骨组织结合线的分离和骨单位的脱离 微裂纹是骨密质受力变形中主要能耗形式，也是不可逆变化的主要形式,骨折生物力学原理骨受压缩载荷所致骨折,骨单位的斜形破裂,骨折生物力学原理骨受剪切载荷所致骨折,相距很短、方向相反的力 通常见于骨松质,骨折生物力学原理

13、骨受弯曲载荷所致骨折,离中性轴越远应力越大,骨折生物力学原理骨受复合载荷所致骨折,外力的多方向导致骨折形变多样,骨折生物力学原理骨松质的微细骨折,微细骨折和修复之间存在动态平衡，当微细骨折超出生理水平，就会使骨折的危险增加,骨的功能适应性骨的形态结构的功能适应性,骨能改变其结构以适应力学刺激 Wolff定律 基因决定骨的潜在大小、形状 运动、机械力决定骨的精细形状,骨的功能适应性骨组织结构的功能适应性,体内骨组织的形成、发展方式与其所受的应力有关 骨组织根据外界负荷和内部应力来调节整体骨的构造、骨量大小、内部骨量分布,未受力细胞,受力细胞,拉伸牵张应力对成骨细胞生长特性的影响,骨的功能适应性年

14、龄相关骨丢失,衰老导致骨量下降 松质骨：骨小梁变薄、变细、断裂、数量减少 皮质骨：多孔、变薄,骨的生物力学的常用指标,桡度骨弯曲变形时横截面中任一点在垂直方向产生的位移。,位于四肢的骨多为 扁骨 长骨 短骨 不规则骨 含气骨,下列哪项不属于骨膜的特点 分骨内膜和骨外膜 骨内膜有破骨细胞 骨外膜有成骨细胞 对骨再生无任何作用 骨膜上有丰富的血管和神经,骨的主要成分是 A骨膜 骨质 骨髓 骨干 骨骺,骨密质主要分布在 A短骨的内部 长骨的内部 骨的外表面 骨髓腔中 骨骺,具有造血功能的结构是 A骨松质 骨膜 红骨髓 黄骨髓 密质骨,7.使骨具有韧性与弹性特征的物质是 A无机物 有机物 钙盐 成骨细

15、胞 以上都是,8.成年人骨的化学成分其结构比例是 A有机物1/3，无机物2/3 无机物2/3，有机物1/3 有机物、无机物各1/2 无机物1/3，有机物1/3，水1/3 以上都不对,9.一个骨的重建周期约 A2个月 3个月 4个月 5个月 半年,10.下列哪项不是骨的作用 A杠杆作用 支撑作用 造血作用 钙磷库 连接作用,骨在承载负荷的情况下能抵抗其被破坏的能力是 A骨的韧性 B.骨的强度 C.骨的刚性 D.骨的弹性 E.骨稳定性,骨在外力作用下能抵抗外力变形的能力是 A.骨的韧性 B.骨的强度 C.骨的刚性 D.骨的弹性 E.骨稳定性,大小相等、方向相反沿轴线方向作用于骨的两端的载荷是 A.剪切载荷 B.压缩载荷 C.拉伸载荷 D.复合载荷 E.弯曲载荷,施加于骨组织表面的两个沿轴线的大小相等、方向相对的载荷是 A.剪切载荷 B.压缩载荷 C.拉伸载荷 D.复合载荷 E.弯曲载荷,跌倒后发生的桡骨远端骨折，其所受到的力往往是 A.剪切力 B.扭转力 C.压缩力 D.负荷力 E.拉伸力,骨在外力作用下的局部变形称 A.应力 B.应变 C.压缩 D.应变能量 E.拉伸,不会对骨造成永久性变形