骨傷生物力學(xué)1

1、,應(yīng)力集中影響：由于截面尺寸改變而引起的應(yīng)力局部增大的現(xiàn)象稱為應(yīng)力集中臨床骨外科手術(shù)中經(jīng)常遇到應(yīng)力集中現(xiàn)象，如四肢長骨骨折后用螺釘固定鋼板時骨要鉆孔、骨折牽引要鉆孔、手術(shù)中切除骨骼形成小缺損等，都出現(xiàn)應(yīng)力集中。應(yīng)力集中使骨骼強(qiáng)度減弱,1,2024/3/12,骨形態(tài)結(jié)構(gòu)的功能適應(yīng)性,Wolff認(rèn)為骨結(jié)構(gòu)不僅與其載荷有關(guān)，而且還能適應(yīng)載荷變化并遵循數(shù)學(xué)定律改變自身結(jié)構(gòu)。研究表明：骨的大小與體重及其活動強(qiáng)度有關(guān)Wolff定律：骨對載荷

2、變化的適應(yīng)性大量研究和實踐證實：長期、系統(tǒng)、科學(xué)的運動訓(xùn)練對骨的形態(tài)結(jié)構(gòu)能產(chǎn)生良好的影響，并表現(xiàn)為骨形態(tài)學(xué)的適應(yīng)性變化。,2,2024/3/12,,不同運動項目對骨形態(tài)結(jié)構(gòu)的不同影響也能充分體現(xiàn)骨對應(yīng)力的功能適應(yīng)性跳躍項目類的田徑運動員以脛骨前緣骨壁增厚為主舉重運動員則以脛骨內(nèi)側(cè)壁增厚為主基因表達(dá)失調(diào)、缺乏適當(dāng)運動和機(jī)械力作用或有外來因素干擾（放射線或藥物）均可導(dǎo)致先天性或發(fā)育性骨異常和相應(yīng)的肢體畸形,3,2024/3/12,長

3、骨的功能適應(yīng)性,骨小梁排列方向沿著運動所引起的骨的主應(yīng)變方向股骨最大壓應(yīng)力在截面內(nèi)側(cè)股骨最大拉應(yīng)力在截面外側(cè)橫截面的前后部位為中性層通過的低應(yīng)力區(qū)域內(nèi)外側(cè)為適應(yīng)高應(yīng)力而較厚前后側(cè)由于不完全骨吸收而成為狹谷狀，以適應(yīng)由于中性層波動而產(chǎn)生的低應(yīng)力。,4,2024/3/12,,活體骨重建目標(biāo)：骨使其總的結(jié)構(gòu)適應(yīng)于其載荷環(huán)境的變化生物材料骨：無論是在斷面形式、空間結(jié)構(gòu)還是強(qiáng)度、密度分布上都是與應(yīng)力狀態(tài)充分適應(yīng),5,2024/3/12

4、,骨折治療中生物力學(xué)原理,血腫機(jī)化、原始骨痂形成：一般不受外界環(huán)境影響，稱原始短周期應(yīng)激適應(yīng)。適應(yīng)過程反饋路線是自體封閉的，與外界環(huán)境無關(guān)因勢利導(dǎo)，不能干預(yù)骨痂塑形期：新的功能適應(yīng)過程，稱繼發(fā)性長周期功能適應(yīng)。適應(yīng)過程反饋路線是開放的，與環(huán)境有關(guān)可以干預(yù),6,2024/3/12,,基本原則：充分利用功能情況下的力學(xué)狀態(tài)去控制骨修復(fù)，而不要去干擾甚至破壞骨應(yīng)承受的力學(xué)狀態(tài)。關(guān)鍵：在不同年齡階段如何選擇負(fù)荷能夠產(chǎn)生適宜的應(yīng)變以增

5、加骨量,7,2024/3/12,骨塑形、骨重建和年齡相關(guān)性骨丟失,骨塑形和重建均是由破骨細(xì)胞和成骨細(xì)胞共同完成，生長期骨形成和吸收以適應(yīng)骨生長需要。成熟期為骨重建過程，達(dá)到動態(tài)平衡。30~40歲后骨形成速度慢于骨吸收使骨量隨年齡增加而降低，脆性增加。骨松質(zhì)丟失表現(xiàn)為骨小梁變薄變細(xì)數(shù)量減少；骨皮質(zhì)表現(xiàn)為多孔狀變薄。,8,2024/3/12,運動負(fù)荷對骨影響的實驗研究,未成年人：運動負(fù)荷的最適壓力作用于骨骺將刺激骨完成正常的生長過程，如

6、果負(fù)荷過大，反而阻礙骨的生長。生長期動物高強(qiáng)度訓(xùn)練后骨長度和重量減少，可能是超負(fù)荷作用于骺板所致成年骨：持續(xù)的同一水平的負(fù)荷對增加小梁骨礦物質(zhì)含量有一定作用，而變化的負(fù)荷則可能只產(chǎn)生很小的影響。絕經(jīng)女性：負(fù)重訓(xùn)練明顯影響其骨量,9,2024/3/12,彈性固定準(zhǔn)則（顧孟氏準(zhǔn)則）,固定穩(wěn)定：使骨折遠(yuǎn)近端與醫(yī)療器械構(gòu)成幾何不變體系。對固定的要求：器械與骨折遠(yuǎn)近端構(gòu)成幾何不變體系功能活動時對斷端的正常應(yīng)力分布干擾較小非功能替代夾

7、板或鋼板,10,2024/3/12,,斷端生理應(yīng)力：可加速骨折端愈合速度，提高愈合質(zhì)量的斷面應(yīng)力稱為生理應(yīng)力。恒定性生理應(yīng)力：由器械加載產(chǎn)生，可增加斷面摩擦力，增強(qiáng)固定穩(wěn)定性，縮小新生骨細(xì)胞移行距離。間斷性生理應(yīng)力：由功能鍛煉、肌肉內(nèi)在動力產(chǎn)生，可促進(jìn)血液循環(huán)，激發(fā)骨折端新生骨細(xì)胞增長。需要深入研究：生理應(yīng)力值的區(qū)間和最優(yōu)值的確定,11,2024/3/12,夾板局部外固定的生物力學(xué)研究,布帶的約束力800g左右張力最合適（既能固

8、定骨折端，又不致引起并發(fā)癥）治療早期12~96小時內(nèi)密切觀察松緊度，及時調(diào)整，以免因傷肢周徑增大使約束力急劇增加，形成惡性循環(huán)。4~5天后，傷肢周徑減小，約束力下降，及時調(diào)整布帶，防止骨折的再移位。,12,2024/3/12,,夾板的彈性固定力柳木、竹木夾板有一定彈性和韌性，在固定所需約束力范圍內(nèi)，形變不大；夾板必須有一定的剛度，剛度不足起不到穩(wěn)定固定作用，使骨折端產(chǎn)生剪力，造成骨折畸形愈合、延遲愈合甚至骨不連；剛度過大，夾板不

9、易與肢體充分接觸，不易發(fā)揮夾板的彈性來維持固定及糾正殘余畸形；剛度過大也會增加皮膚壓瘡的發(fā)生率。,13,2024/3/12,,紙壓墊的效應(yīng)力夾板下加紙壓墊改變了夾板固定力均勻分布的狀況，使紙壓墊處的作用力高于其它部位；效應(yīng)力的大小隨紙壓墊的大小及厚薄而改變，越厚則效應(yīng)力越大；放置位置：骨折移位方向,14,2024/3/12,,肌肉收縮的內(nèi)在動力肌肉夾板：限制骨折的移位矯正殘余的成角及側(cè)移位畸形，起到慢性復(fù)位作用固定期間如何控

10、制肌肉收縮的形式？收縮的強(qiáng)度？夾板固定：不固定關(guān)節(jié)或只限制引起骨折移位的某一方向的關(guān)節(jié)活動,15,2024/3/12,,必要的牽引力對抗骨折重疊移位和短縮畸形適應(yīng)范圍：不穩(wěn)定性骨折；骨折部位軟組織厚、肌張力強(qiáng)、肢體重力大；單純使用夾板不能防止和矯正移位等張牽引：牽引的同時，鼓勵患者積極進(jìn)行有節(jié)制的功能鍛煉；功能活動必須根據(jù)骨折部位的解剖特點、骨折類型和部位的特殊要求，以不影響骨折的固定為前提。,16,2024/3/12,,骨折

11、端的嚙合力骨折端常為鋸齒狀，整復(fù)后骨折端互相嚙合，產(chǎn)生嚙合力，對穩(wěn)定骨折端有一定的作用。治療骨折時應(yīng)注意保護(hù)骨折端的骨鋸齒錯誤：反復(fù)整復(fù)或粗暴整復(fù)正確：手法輕柔，適當(dāng)牽引后再整復(fù),17,2024/3/12,影響骨愈合因素,性別與年齡：男性骨不連發(fā)生幾率是女性的4倍；18歲以下愈合較成人快；50歲以上股骨頸骨折后6個月高齡者比低齡者的愈合率較低。營養(yǎng)不良與貧血全身性疾?。禾悄虿』颊吖怯涎舆t骨折局部情況骨折部位和周圍軟組織

12、情況反復(fù)手法復(fù)位，手術(shù)中骨膜剝離過多，清創(chuàng)時過多摘除碎骨片，固定不牢，持續(xù)骨牽引時牽引力過大，功能鍛煉不當(dāng)?shù)?。神?jīng)損傷,2024/3/12,18,促進(jìn)骨愈合手段,物理因素微動電刺激和電磁刺激激光超聲體外沖擊波生物活性因子骨形態(tài)發(fā)生蛋白（BMP）轉(zhuǎn)化生長因子β（TGF- β）成纖維細(xì)胞生長因子（FGF）,2024/3/12,19,,胰島素樣生長因子血小板衍生生長因子甲狀旁腺激素生長激素,2024/3/12,20

13、,骨的壓電效應(yīng),1812年，紐約St.Thomas醫(yī)院，第一個用電刺激治療骨折不愈合獲得成功1820年，Mott用電刺激治療脛骨不愈合成功1850年，lente1852年，Elgland1855年，Duchen1860年，Boto 報道電刺激治療骨折不愈合 此后一百年間，進(jìn)展不大。,理論形成,1953年，Yasuda & Fukada 對骨的生物電效應(yīng)進(jìn)行研究，提高骨的壓電效應(yīng)理論1966年，F(xiàn)riedenberg

14、和Brighton提出骨的恒直流電位理論，并用恒直流電治療一例內(nèi)踝骨折不愈合病例1977年，Besett首先用電磁波治療1例先天假關(guān)節(jié)獲得成功1974年，全植入式電刺激治療脊柱融合。,,長骨被彎曲時，它能產(chǎn)生電壓，在凸側(cè)即張應(yīng)力側(cè)，產(chǎn)生正電位；在凹側(cè)即壓應(yīng)力側(cè)，產(chǎn)生負(fù)電位。整骨的幾何形狀不規(guī)則，壓電效應(yīng)與載荷之間復(fù)雜將骨縱向放置，觀察不同方向的壓應(yīng)力，壓力與骨縱軸成45度時，壓電效應(yīng)最大。骨組織或肌腱上施加壓力后，得到極化電荷

15、的現(xiàn)象就是壓電效應(yīng)。,電刺激骨愈合技術(shù),有文獻(xiàn)統(tǒng)計電刺激治療不愈合119例，有效率為95%插入電極成骨電磁場成骨電場成骨,,插入電極成骨（全植入式電刺激法）把不銹鋼電極插入骨內(nèi)，陰極置于骨折處，陽極置于軟組織內(nèi)，通以適當(dāng)參數(shù)的電流，在陰級附近引起電偶極矩重新排列促進(jìn)骨生成陽級附近可能會使骨壞死，可把陽級置于皮膚表面，可完全避免。電流量小于5μA無成骨現(xiàn)象，5μA～20μA逐漸有骨形成，大于20μA顯示細(xì)胞壞死而無骨形成。,,

16、半植入式電刺激：陰極刺入骨端， 陽極位于皮膚電極形狀：針形，螺釘形等成份：陰極：不銹鋼，銀、 鈦等陽極：白金電極信號：直流電，脈沖電流,2024/3/12,26,,電磁場成骨把一對平行線圈，置于骨折肢體兩側(cè)，線圈通以一定頻率（2-100Hz）的交流電流，線圈間產(chǎn)生幾個高斯的磁場在骨折處沿骨長軸方向產(chǎn)生感應(yīng)電流。1977年，治療一例先天性假關(guān)節(jié)1981年，治療149例，成功率為87%,,電場成骨把肢體放于金屬電極板之間

17、，金屬板組成一電容器，通以直流電或脈沖電流由于電容的充放電，骨組織內(nèi)形成一個隨時間變化的電場，可以促進(jìn)骺板的生成 及骨折的修復(fù),2024/3/12,28,制動對機(jī)體的影響,心血管系統(tǒng)(靜脈血栓、直立性低血壓等）呼吸系統(tǒng)（肺順應(yīng)性變小，肺活量下降，感染等）骨關(guān)節(jié)肌肉（健康人石膏固定肘關(guān)節(jié)4周后前臂周徑減少5%，廢用性肌萎縮，肌肉運動神經(jīng)興奮性下降、骨質(zhì)疏松、關(guān)節(jié)退變等）中樞神經(jīng)系統(tǒng)消化系統(tǒng)泌尿系統(tǒng)（尿潴留、尿路感染、尿排出鈣磷

18、增加、尿石癥等）皮膚代謝與內(nèi)分泌系統(tǒng)（負(fù)氮平衡、水腫、體重下降、水電解質(zhì)改變,29,2024/3/12,關(guān)節(jié)軟骨的生物力學(xué),軟骨具有一定的粘彈特性和抗壓能力，各關(guān)節(jié)相關(guān)骨的接觸面大多有軟骨被覆。關(guān)節(jié)軟骨功能傳導(dǎo)載荷：把施加于關(guān)節(jié)上的載荷擴(kuò)散到較大的區(qū)域，以減少接觸應(yīng)力，使對應(yīng)的關(guān)節(jié)面以最小的摩擦和磨損進(jìn)行相對運動。潤滑作用承受負(fù)荷吸收震蕩,30,2024/3/12,軟骨的成分,是一種特殊分化的結(jié)締組織，由軟骨細(xì)胞、軟骨基質(zhì)

19、及埋藏于基質(zhì)中的纖維共同組成。固體基質(zhì)（20%～40%）：由膠原纖維（60%）、糖蛋白凝膠（40%）、軟骨細(xì)胞（2%）水分：60%～80%膠原為關(guān)節(jié)軟骨提供一種纖維狀超微結(jié)構(gòu)，這種膠原網(wǎng)和多水的糖蛋白一起共同抵抗關(guān)節(jié)的應(yīng)力和應(yīng)變。,31,2024/3/12,關(guān)節(jié)軟骨的生物學(xué)性質(zhì),滲透性關(guān)節(jié)軟骨的蠕變反應(yīng)潤滑：界面潤滑和液膜潤滑,液膜潤滑中一層較厚的潤滑劑膜使兩個承載面有較大的間隙載荷不很重時液膜潤滑形式起主要作用。界面潤滑依

20、靠單層潤滑劑分子化學(xué)吸附到接觸的固體面上，重載荷下界面潤滑起到主要作用。,2024/3/12,32,關(guān)節(jié)軟骨的營養(yǎng),骺板尚未融合的青少年關(guān)節(jié)軟骨的營養(yǎng)來源于軟骨下骨；成人關(guān)節(jié)軟骨營養(yǎng)來源于關(guān)節(jié)囊的血管。關(guān)節(jié)囊的滑膜層中有毛細(xì)血管攀，分泌滑液含有葡萄糖、鹽類及低分子蛋白，通過彌散機(jī)制進(jìn)入關(guān)節(jié)腔，滑膜細(xì)胞分泌的透明質(zhì)酸。關(guān)節(jié)活動是彌散機(jī)制的作用關(guān)鍵，使關(guān)節(jié)液中的營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入軟骨，同時軟骨的代謝產(chǎn)物受運動擠壓而排出進(jìn)入滑液。因此關(guān)節(jié)活動對彌

21、散機(jī)制起著泵的作用。,33,2024/3/12,,從以上分析不難看出任何影響血運、毛細(xì)血管的微循環(huán)及關(guān)節(jié)運動的因素，最終都將妨礙關(guān)節(jié)軟骨的營養(yǎng)代謝。關(guān)節(jié)軟骨缺乏和缺少運動以及過度運動都可引起病理改變,2024/3/12,34,,關(guān)節(jié)軟骨多數(shù)為透明軟骨，少數(shù)為纖維軟骨，厚薄因不同關(guān)節(jié)和年齡而異，通常為2～7mm。軟骨本身是缺乏血管組織，損傷后再生能力很弱，無軟骨膜的軟骨不能再生，有軟骨膜的軟骨的再生有賴于軟骨膜的軟骨母細(xì)胞，損傷后軟骨

22、母細(xì)胞增生并形成軟骨基質(zhì)，逐漸成熟變?yōu)檐浌墙M織。（微骨折術(shù)）,35,2024/3/12,,Outerbridge grade 1 Cartilage sofening,0 級： 正常軟骨。I 級：軟骨軟化水腫或出現(xiàn)表面泡狀結(jié)構(gòu)。,Outerbridge grade 2cartilage fibrillation,II 級： 軟骨變薄， 出現(xiàn)輕、中度纖維化。,Outerbridge grade 3 <50%,III 級： 軟骨

23、重度纖維化， 呈現(xiàn)蟹肉樣改變。,,Outerbridge grade 4Full-thickness loss,IV級： 軟骨退變深及骨皮質(zhì)， 全層軟骨缺損， 軟骨下骨質(zhì)裸露。,,軟骨下骨打孔術(shù)在軟骨缺損或退化的軟骨下骨打孔已有多處報導(dǎo),2024/3/12,41,生物工程軟骨修補(bǔ)關(guān)節(jié)軟骨缺損,酶解所獲軟骨細(xì)胞的單層培養(yǎng)擴(kuò)增問題：單層培養(yǎng)及傳代培養(yǎng)易失去表型出現(xiàn)反分化及異化現(xiàn)象解決辦法：高密謀細(xì)胞培養(yǎng)，利用生物反應(yīng)器軟骨細(xì)胞接種

24、到合適的生物支架上多聚體支架的要求：支架要有好的細(xì)胞著床性能及組織相容性；支架孔徑占總體積的90%；組織再生的動力學(xué)與三維模型有關(guān)，堅硬底物誘導(dǎo)增殖，柔韌底物誘導(dǎo)分化；為改進(jìn)細(xì)胞著床功能孔面可涂纖粘連蛋白、軟骨粘連蛋白、層粘連蛋白。,2024/3/12,42,,合適的生物反應(yīng)器以長期維持細(xì)胞表型及基質(zhì)再生。細(xì)胞增殖后應(yīng)轉(zhuǎn)移到生物反應(yīng)器中培養(yǎng)并不斷更換培養(yǎng)液，進(jìn)行誘導(dǎo)以維持細(xì)胞的分化表型。培養(yǎng)液對軟骨細(xì)胞分化的影響細(xì)胞增殖期：用含有

25、生長因子及小牛血清的培養(yǎng)液；細(xì)胞分化期：應(yīng)減少培養(yǎng)液中的生長因子及小牛血清的量。,2024/3/12,43,,細(xì)胞因子在軟骨工程中的應(yīng)用刺激軟骨細(xì)胞增殖的生長因子：TGFβ刺激軟骨細(xì)胞分化的生長因子：BMP骨形態(tài)發(fā)生蛋白,2024/3/12,44,滑膜關(guān)節(jié)的基本結(jié)構(gòu),關(guān)節(jié)面關(guān)節(jié)囊關(guān)節(jié)腔,45,2024/3/12,關(guān)節(jié)面,opposing ends of the joining bones formed mainly by ar

26、ticular cartilages composed of hyaline cartilage this cartilage is smooth, compressible and strong, deformed without breaking and return to its orginal shape reduce the friction between articular surfaces when the joint

27、 moves smooth spongy cushions and shock absorbers, and thereby keep the bone ends from being crushed.,46,2024/3/12,關(guān)節(jié)囊,外層為纖維層，致密結(jié)締組織，纖維膜的厚薄與關(guān)節(jié)的功能有關(guān)，下肢關(guān)節(jié)的負(fù)重較大，相對穩(wěn)固，其關(guān)節(jié)囊纖維膜堅韌而緊張，上肢關(guān)節(jié)運動靈活，纖維膜薄而松弛。膝關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)副韌帶與關(guān)節(jié)囊相連，以增強(qiáng)關(guān)節(jié)的穩(wěn)固，限制其

28、過度運動。內(nèi)層為滑膜層，疏松結(jié)締組織，富含血管網(wǎng)，產(chǎn)生滑液，滑液是透明的蛋白樣液體，呈弱堿性，增加潤滑，吞噬，是關(guān)節(jié)軟骨、半月板等新陳代謝的重要媒介。,47,2024/3/12,滑膜皺襞,有些關(guān)節(jié)囊的滑膜表面積大于纖維層，滑膜重疊卷折并突入關(guān)節(jié)腔形成滑膜襞；,2024/3/12,48,滑膜炎,滑膜反應(yīng)性積液，膝關(guān)節(jié)明顯腫脹、發(fā)熱，不敢活動。檢查發(fā)現(xiàn)膝關(guān)節(jié)屈伸活動受限，下蹲困難并伴有疼痛，關(guān)節(jié)周圍可有局限性壓疼點，浮髕試驗陽性。,202

29、4/3/12,49,滑膜增生、充血,關(guān)節(jié)內(nèi)電動刨刀刨削滑膜,,滑膜軟骨瘤病,早期，活動性滑膜炎，關(guān)節(jié)內(nèi)并無游離體；第二階段，結(jié)節(jié)性滑膜炎出現(xiàn)；,第三階段，出現(xiàn)游離體而且滑膜炎吸收。,2024/3/12,53,色素沉著絨毛結(jié)節(jié)性滑膜炎,Pigmented Villonodular Synovitis，簡稱PVS。是一種增殖性疾病，常發(fā)于滑膜關(guān)節(jié)、腱鞘和滑囊，病因不明。其病變部位往往呈現(xiàn)絨毛或結(jié)節(jié)樣纖維結(jié)締組織突起，也有二者并發(fā)的情況。,

30、2024/3/12,54,X線：滑膜軟骨瘤病與游離體,,關(guān)節(jié)腔,為關(guān)節(jié)囊滑膜層和關(guān)節(jié)面共同圍成的密閉腔隙，內(nèi)有少量滑液，關(guān)節(jié)腔內(nèi)呈負(fù)壓，對維持關(guān)節(jié)的穩(wěn)固有一定作用。 contains a small amount of synovial fluid potential space inflamed,56,2024/3/12,附屬結(jié)構(gòu),韌帶 關(guān)節(jié)盤和關(guān)節(jié)唇滑膜襞和滑膜囊：有時滑膜也可從關(guān)節(jié)囊纖維膜的薄弱或缺如處作囊狀膨出，充

31、填于肌腱與骨面之間形成滑膜囊，可減少肌肉活動時與骨面之間的磨擦。,57,2024/3/12,膠原組織的生物力學(xué),膠原纖維、彈性纖維和網(wǎng)狀纖維膠原纖維為組織提供強(qiáng)度和剛度，彈性纖維在組織受載時提供延展性，網(wǎng)狀纖維提供容積。膠原組織的特性受三種主要因素影響：纖維的結(jié)構(gòu)；膠原纖維和彈性纖維的特性；膠原纖維加熱到66℃半小時即可改變其組織特性而失去彈性，彈性纖維在同樣情況下卻不改變力學(xué)性能。膠原纖維和彈性纖維之間的比例。,58,20

32、24/3/12,膠原纖維和彈性纖維的特性,膠原纖維為類塑性材料，彈性纖維為類脆性材料。拉伸試驗下膠原纖維在加載開始時即稍有伸長但很快到達(dá)屈服點，隨之出現(xiàn)非彈性變形，直到極限破壞。彈性纖維在低載荷下呈現(xiàn)較大的伸長，隨著載荷的增加沒有變形而突然斷裂。膠原纖維比較強(qiáng)能承受的應(yīng)力大約是骨密質(zhì)在拉伸下的一半，彈性纖維比較弱，能承受的應(yīng)力僅為骨密質(zhì)在拉伸下所能承受的1/10。,59,2024/3/12,韌帶,extra-capsular li

33、gaments are formed by locally thickening of the fibrous capsuleThe intra-capsular ligaments are inside the capsule but outside the joint cavity, because they are covered by synovial membraneincrease joint stability and

34、 prevent excessive and undesirable motionsAs a rule, the more ligaments a joint has, the stronger it is.連接相鄰兩骨之間的致密纖維結(jié)締組織束，加強(qiáng)穩(wěn)定性，限制關(guān)節(jié)過度運動。,60,2024/3/12,韌帶（包括關(guān)節(jié)囊）的功能是穩(wěn)定關(guān)節(jié)，支持關(guān)節(jié)運動并防止過量運動。決定韌帶強(qiáng)度的主要因素韌帶的粗細(xì)、形狀膠原纖維和彈性纖維的比

35、例載荷增加速度韌帶的橫截面：與加載方向取向一致的纖維數(shù)量越多越寬越厚，韌帶的強(qiáng)度越大。,61,2024/3/12,肌腱的功能是把肌肉附著在骨或筋膜上，并把拉伸載荷從肌肉傳遞到骨或筋膜，從而產(chǎn)生關(guān)節(jié)運動。有鞘肌腱和無鞘肌腱影響肌腱承受的應(yīng)力值因素：與肌腱連接的肌肉收縮量；肌腱的直徑與肌肉直徑的比值。,62,2024/3/12,,肌腱及韌帶止點的功能傳遞：將肌肉收縮產(chǎn)生的應(yīng)力傳遞到骨骼緩沖：逐漸減弱牽拉力，使拉力合理分散至著力點

36、增加力矩：髕腱末端病病因局部血液循環(huán)障礙過度牽拉關(guān)節(jié)外傷（局部細(xì)胞因子或生長因子作用導(dǎo)致腱內(nèi)出現(xiàn)軟骨島、異位骨化等）,63,2024/3/12,肌腱能承受最強(qiáng)的拉伸載荷（纖維結(jié)構(gòu)幾乎完全是平行排列）韌帶次之（結(jié)構(gòu)方向一致性較差）皮膚纖維走向較之韌帶更不規(guī)則，故所能承受的最大載荷也最小。,64,2024/3/12,關(guān)節(jié)盤,present in some joints between the articular surface

37、sthe menisci in the knee a fibrocartilaginous pad that helps to hold the bones together may make the articular surfaces more suitable to each other調(diào)整關(guān)節(jié)面更加適配，減少外力對關(guān)節(jié)的沖擊和震蕩。分隔而成的兩個腔可增加關(guān)節(jié)運動的形式和范圍,65,2024/3/12,關(guān)節(jié)唇,fibr

38、ocartilaginous ring surrounds the articular fossa and deepens the articular surfaceincreases the articular stabilityinterferes with the movement of the joint to some extent附于關(guān)節(jié)窩周緣的纖維軟骨環(huán)，加深關(guān)節(jié)窩，增大關(guān)節(jié)面，增加關(guān)節(jié)穩(wěn)定性。,66,2024/3

39、/12,關(guān)節(jié)的動脈、淋巴管和神經(jīng),關(guān)節(jié)的動脈主要來自關(guān)節(jié)周圍的動脈分支，分布到關(guān)節(jié)囊，關(guān)節(jié)軟骨沒有血管。關(guān)節(jié)囊的纖維膜和滑膜均有淋巴管網(wǎng)，并與附近骨膜的淋巴管吻合，關(guān)節(jié)軟骨無淋巴管。關(guān)節(jié)的神經(jīng)支配來自運動該關(guān)節(jié)肌肉的神經(jīng)分支，分布于關(guān)節(jié)囊和韌帶，關(guān)節(jié)軟骨無神經(jīng)分布。,67,2024/3/12,關(guān)節(jié)的分類,按關(guān)節(jié)運動軸的數(shù)目可分為單軸關(guān)節(jié)、雙軸關(guān)節(jié)和多軸關(guān)節(jié)。單軸關(guān)節(jié)：單軸關(guān)節(jié)包括滑車關(guān)節(jié)和圓柱關(guān)節(jié)兩種?；囮P(guān)節(jié)：關(guān)節(jié)頭呈滑車狀。

40、滑車關(guān)節(jié)只有一個運動軸,繞額狀軸，可作屈、伸運動，如指間關(guān)節(jié)。圓柱關(guān)節(jié)：關(guān)節(jié)頭呈圓柱狀，運動環(huán)節(jié)可繞垂直軸或自身的長軸作回旋運動，也稱車軸關(guān)節(jié)。,68,2024/3/12,,雙軸關(guān)節(jié)：雙軸關(guān)節(jié)包括橢圓關(guān)節(jié)和鞍狀關(guān)節(jié)。橢圓關(guān)節(jié)：關(guān)節(jié)頭和關(guān)節(jié)窩都呈橢圓形。運動環(huán)節(jié)能進(jìn)行屈、伸、內(nèi)收、外展和環(huán)轉(zhuǎn)運動，如橈腕關(guān)節(jié)。鞍狀關(guān)節(jié)：兩關(guān)節(jié)面均呈馬鞍形，成十字交叉結(jié)合。可作屈、伸、內(nèi)收、外展和環(huán)轉(zhuǎn)運動，如拇指腕掌關(guān)節(jié)。,69,2024/3/12,,

41、多軸關(guān)節(jié)：多軸關(guān)節(jié)有三個或三個以上的運動軸。多軸關(guān)節(jié)有球窩關(guān)節(jié)、杵臼關(guān)節(jié)和平面關(guān)節(jié)。球窩關(guān)節(jié)：關(guān)節(jié)頭是球的一部分，呈半球狀?？勺髑?、內(nèi)收外展、回旋和環(huán)轉(zhuǎn)運動。此種關(guān)節(jié)不僅運動軸多，而且運動幅度大，是最靈活的關(guān)節(jié)，如肩關(guān)節(jié)。杵臼關(guān)節(jié)：關(guān)節(jié)頭近似球體，關(guān)節(jié)窩很深，關(guān)節(jié)呈杵臼狀。其運動形式類似球窩關(guān)節(jié)，但運動幅度較小。如髖關(guān)節(jié)。平面關(guān)節(jié)：關(guān)節(jié)活動性很小，稱為微動關(guān)節(jié)，如肩鎖關(guān)節(jié)和椎間關(guān)節(jié)，其關(guān)節(jié)面較平，又稱平面關(guān)節(jié)。此類關(guān)節(jié)只能作微小

42、的滑動,70,2024/3/12,Plane joint,Hinge joint,71,2024/3/12,72,2024/3/12,關(guān)節(jié)的運動形式,矢狀面、冠狀軸：屈和伸冠狀面、矢狀軸：內(nèi)收和外展水平面、垂直軸：旋轉(zhuǎn)（旋前、旋后、內(nèi)外旋、內(nèi)外翻）環(huán)轉(zhuǎn)：屈伸展收旋聯(lián)合運動,73,2024/3/12,屈和伸,伸：兩骨之間角度變大屈：兩骨之間角度變小,74,2024/3/12,內(nèi)收和外展,內(nèi)收：骨向正中矢狀面靠攏外展：骨遠(yuǎn)離正中矢

43、狀面,75,2024/3/12,內(nèi)旋和外旋,內(nèi)旋：骨向前內(nèi)側(cè)旋轉(zhuǎn)外旋：骨向后外側(cè)旋轉(zhuǎn),76,2024/3/12,環(huán)轉(zhuǎn)運動,關(guān)節(jié)在原位轉(zhuǎn)動，骨遠(yuǎn)端做圓周運動,77,2024/3/12,橈腕關(guān)節(jié)橈尺側(cè)偏,78,2024/3/12,79,2024/3/12,踝關(guān)節(jié)背伸/跖屈,80,2024/3/12,踝關(guān)節(jié)內(nèi)外翻,81,2024/3/12,82,2024/3/12,拇指對掌,83,2024/3/12,下頜關(guān)節(jié)上舉/下降,84,2024/3/

44、12,下頜關(guān)節(jié)前伸/后縮,85,2024/3/12,影響關(guān)節(jié)活動度的因素,關(guān)節(jié)面積的弧度差構(gòu)成關(guān)節(jié)的兩個關(guān)節(jié)面積弧度之差稱為弧度差，弧度差越大，則關(guān)節(jié)的靈活性就越大，如肩關(guān)節(jié)。反之，靈活性就小，如髖關(guān)節(jié)。關(guān)節(jié)囊的厚薄和松緊度關(guān)節(jié)囊薄而松弛，則關(guān)節(jié)靈活性就大。反之，則靈活性就差。,86,2024/3/12,關(guān)節(jié)韌帶的多少與強(qiáng)弱關(guān)節(jié)韌帶多而強(qiáng)，則關(guān)節(jié)穩(wěn)固性就好，但運動幅度就小。反之，關(guān)節(jié)的靈活性就大。關(guān)節(jié)周圍肌肉的伸展性和彈性肌

45、肉的伸展性和彈性越大，則關(guān)節(jié)越靈活，肌肉收縮力強(qiáng)，則關(guān)節(jié)穩(wěn)固。因此，發(fā)展肌肉的伸展性和收縮力，對提高關(guān)節(jié)的靈活性和穩(wěn)固性有重要意義。,87,2024/3/12,,關(guān)節(jié)周圍的骨結(jié)構(gòu)關(guān)節(jié)周圍的骨性突起，常阻礙關(guān)節(jié)的運動幅度，如橈骨莖突。突起越大，則靈活性就越小 。其他因素如年齡、性別等因素，對關(guān)節(jié)靈活性也有一定的影響。上述各因素中，有一些因素如肌肉、韌帶和關(guān)節(jié)囊等軟組織，可以通過柔韌性訓(xùn)練，使他們的伸展性和彈性得到提高。力量訓(xùn)練則使

46、肌肉的收縮力增強(qiáng)，提高其穩(wěn)固性。這樣不僅大大提高了關(guān)節(jié)的靈活性，同時對加固關(guān)節(jié)也有重要作用。,88,2024/3/12,,體育運動對關(guān)節(jié)形態(tài)結(jié)構(gòu)的影響,使關(guān)節(jié)面的骨密質(zhì)增厚，從而能承受更大的負(fù)荷長期運動可使關(guān)節(jié)面軟骨增厚關(guān)節(jié)周圍的韌帶、關(guān)節(jié)囊和肌腱增粗增厚，同時伸展性也增大。不僅使關(guān)節(jié)運動的幅度增大，而且穩(wěn)固性也加強(qiáng)，既靈活又牢固。關(guān)節(jié)周圍的肌肉體積增大，收縮力增強(qiáng)，對加固關(guān)節(jié)有重大意義。,89,2024/3/12,運動鏈,開放鏈

47、：運動鏈的末端呈游離狀態(tài)，開放鏈的每一個體段都有特定的自由度，遠(yuǎn)端比近端更高。一個關(guān)節(jié)的運動不會帶動其它關(guān)節(jié)運動，通常發(fā)生在無負(fù)重的活動；distal-to-proximal contracton(OKC),90,2024/3/12,,閉合鏈：如果開放鏈?zhǔn)孜蚕噙B形成閉合狀態(tài)稱為閉合鏈（胸廓、骨盆），一個關(guān)節(jié)的運動會帶動其它關(guān)節(jié)運動，通常發(fā)生在負(fù)重的活動；proximal-to-distal contraction (CKC),91,

48、2024/3/12,,當(dāng)身體的開放鏈的游離末端一旦有支撐點或握點時則開放鏈轉(zhuǎn)變?yōu)殚]合鏈（俯臥撐、蹲站）,92,2024/3/12,“l(fā)eg press”引發(fā)下肢開鏈運動和閉鏈運動爭論熱,2024/3/12,93,開鏈練習(xí)open kinematic chain，OKC,開鏈的運動特點是各關(guān)節(jié)鏈有其特定的運動范圍，遠(yuǎn)端的運動范圍大于近端，速度也快于近端。在等速測試評估中觀察到，肌肉爆發(fā)力指標(biāo)中到達(dá)峰力矩的時間（TPT）,即伸屈膝部肌肉

49、達(dá)到最大力量的時間，在OKC短于CKC運動，因此在強(qiáng)化肌力的訓(xùn)練中，肌肉爆發(fā)力的訓(xùn)練應(yīng)選擇OKC。,2024/3/12,94,EMG Activity of Quadriceps,EMG activity increases with decreasing angle of knee flexion屈膝角度減小，股四頭肌肌電活動增強(qiáng),Open Chain:,2024/3/12,95,閉鏈練習(xí)closed kinematic chai

50、n，CKC,CKC通常在功能位下進(jìn)行，運動類似膝關(guān)節(jié)日常生理負(fù)荷狀態(tài)。對于肌肉、骨骼、肌腱、韌帶、關(guān)節(jié)囊都承受一定負(fù)荷，運動時對關(guān)節(jié)及其周圍組織的機(jī)械性感受器的刺激比OKC運動訓(xùn)練明顯，對促進(jìn)關(guān)節(jié)平衡功能，膝關(guān)節(jié)周圍組織的協(xié)調(diào)能力，敏感性的恢復(fù)和增強(qiáng)關(guān)節(jié)穩(wěn)定性有明顯作用。,2024/3/12,96,EMG Activity of Quadriceps,EMG relatively low & increases with inc

51、reasing angle of knee flexion屈膝角度增加，股四頭肌肌電活動相對低/增加,Closed Chain:,2024/3/12,97,CKC運動為線性運動，OKC運動有旋轉(zhuǎn)運動。Fitzgerald GK對膝關(guān)節(jié)ACL重建術(shù)后CKC和OKC訓(xùn)練的論述中，認(rèn)為在兩組相關(guān)資料的比較，關(guān)于功能訓(xùn)練中能否對ACL移植肌腱產(chǎn)生過度應(yīng)力，導(dǎo)致ACL損傷的問題，仍然認(rèn)為CKC安全性比OKC要高。兩種訓(xùn)練方法在增加脛骨移動能力

52、時OKC運動產(chǎn)生的剪切力大于CKC。CKC在運動時不增加關(guān)節(jié)的剪切力和縱向拉力，是對ACL、PCL、半月板重建術(shù)后康復(fù)起保護(hù)作用的訓(xùn)練方法。在膝關(guān)節(jié)韌帶重建術(shù)早期，選擇CKC訓(xùn)練方式，提高康復(fù)訓(xùn)練的安全性。,2024/3/12,98,,CKC的訓(xùn)練方式，可使數(shù)個關(guān)節(jié)同時運動，刺激關(guān)節(jié)本體感受器，產(chǎn)生肢體的運動和保護(hù)性反射弧活動，有利于保護(hù)ACL、CKC中多平面和加速減速運動使運動接近肌力專業(yè)訓(xùn)練的運動形式，既加強(qiáng)了協(xié)同肌也加強(qiáng)了對抗肌

53、，能充分訓(xùn)練關(guān)節(jié)整體的協(xié)調(diào)性和促進(jìn)關(guān)節(jié)本體感受器功能恢復(fù)，從而促進(jìn)關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性。所以，通常認(rèn)為CKC運動比OKC運動訓(xùn)練能獲得更多的關(guān)節(jié)功能康復(fù)的效果。,2024/3/12,99,,Sofi等隨機(jī)對照對比研究了開放鏈與閉合鏈練習(xí)對ACL損傷后股四頭肌力量訓(xùn)練的效果，結(jié)果表明開放鏈在提高等速肌肉力量方面效果明顯較閉合鏈要好。但也有研究證明：全范圍的股四頭肌開放鏈訓(xùn)練在膝關(guān)節(jié)屈曲30°至完全伸直范圍內(nèi)都會引起脛骨向前偏移，并對

54、移植物產(chǎn)生過大的拉力，造成移植物損傷，故在重建手術(shù)早期不能采用，主要用于后期的訓(xùn)練。,2024/3/12,100,開放鏈股四頭肌運動開始時間早晚的研究BPTB先，BPTB晚Hamstring先，Hamstring晚先：術(shù)后第4周晚：術(shù)后第12周測試指標(biāo)：ROM，KT-2000，等速肌力，疼痛結(jié)果： Hamstring先組在膝關(guān)節(jié)松弛方面較其它3組有顯著差異；早期開始開放鏈在增強(qiáng)股四頭肌力量方面無明顯差異；,2024/3/12

55、,101,Annette Heijne Suzanne Werner. Early versus late start of open kinetic chain quadriceps exercises after ACL reconstruction with patellar tendon or hamstringgrafts: a prospective randomized outcome study[J]. Knee Su

56、rg Sports Traumatol Arthrosc(2007)15:402–414,骨關(guān)節(jié)運動功能障礙,102,2024/3/12,骨關(guān)節(jié)畸形,先天性原因：先天性假關(guān)節(jié)外傷性原因：骨折后變形，骨骺損傷造成的生長障礙發(fā)育性原因：纖維性骨形成異常代謝性原因：軟骨病、佝僂病炎癥性原因：骨髓炎,103,2024/3/12,伸指肌腱鞘,指伸肌腱越過掌骨頭后，向兩側(cè)擴(kuò)展，包繞掌骨頭和近節(jié)指骨的背面，稱指背腱膜，又稱為腱帽。它向遠(yuǎn)側(cè)分為

57、3束：中間束止于中節(jié)指骨底；兩條側(cè)束在中節(jié)指骨背側(cè)合并后，止于遠(yuǎn)節(jié)指骨底。側(cè)束近側(cè)部有骨間肌腱參與；中間部有蚓狀肌腱加強(qiáng)。指伸肌腱可伸全部指關(guān)節(jié)；在骨間肌和蚓狀肌協(xié)同下，還可屈掌指關(guān)節(jié)，伸指關(guān)節(jié)。當(dāng)中間束斷裂時，不能伸近側(cè)指關(guān)節(jié)；兩側(cè)束斷裂時，遠(yuǎn)側(cè)指關(guān)節(jié)不能伸直，呈“錘狀指”；三束皆斷時，全指呈屈曲狀態(tài)。,104,2024/3/12,Boutonniere Deformity鈕扣指,伸指肌腱中央束在近端指間關(guān)節(jié)處松弛或斷裂MP過伸，P

58、IP屈曲，DIP過伸病因：撕裂、脫位、骨折、骨關(guān)節(jié)炎及類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎,105,2024/3/12,Swan Neck Deformity鵝頸指,MP屈曲，PIP過伸，DIP屈曲手內(nèi)在肌攣縮或過度緊張多見于類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎Volar plate松弛或斷裂,106,2024/3/12,Swan-Neck Deformity,Flexion of MP and DIP joints with associated hyperextens

59、ion of PIP joint – usually due to volar plate injury, but can have many causes,107,2024/3/12,Mallet Finger: Baseball Finger槌狀指,Rupture of the instrinsics (ED) on the dorsum of the base of the distal phalanx. The athlete

60、 is unable to extend at the DIPCause: caught in jersey, hit tip of fingerImmediately noticeable, unable to extend DIPImmediate treatment (maintain in extension): potentially surgical,,,108,2024/3/12,Trigger Finger扳機(jī)指

61、（指屈肌腱狹窄性腱鞘炎）,The tendons that bend your fingers run through a tunnel or sheath. Trigger finger is caused by a thickening on the tendon catching as it runs in and out of the sheath. 拇指更為明顯（在MP處有一對籽骨）,109,2024/3/12,鼻煙窩An

62、atomic Snuffbox,鼻煙窩位于腕背外側(cè)，由肌腱圍成的一個近似三角形的凹窩，其外側(cè)界由拇長展肌腱和拇短伸肌腱構(gòu)成，內(nèi)側(cè)界由拇長伸肌腱構(gòu)成，上界為橈骨莖突。當(dāng)拇指用力背伸并外展動作時。該窩加深，界線清楚，解剖學(xué)上的鼻咽窩，舊稱鼻煙壺。,110,2024/3/12,Finkelstein’s test,芬（Finkelstein）氏征囑患者拇指內(nèi)收于掌心握拳，檢查者一手持其前臂，另一手握患拳做極度尺偏活動，患者腕橈側(cè)出現(xiàn)疼痛為陽

63、性，提示患有橈骨莖突部腱鞘炎。,111,2024/3/12,頸干角,冠狀面頸干角正常為120°～140°，大于140°為髖外翻，小于120°為髖內(nèi)翻髖內(nèi)翻時髖關(guān)節(jié)負(fù)荷增大，髖外展肌作用減弱，站立時患肢呈外旋及輕度內(nèi)收，骨盆傾向患側(cè)，腰椎凸向患側(cè)，胸椎凸向健側(cè)，最終使內(nèi)收肌形成攣縮髖外翻使經(jīng)股骨干傳達(dá)的體重負(fù)荷更集中于股骨頭的外側(cè)頂部,112,2024/3/12,前傾角,水平面前傾角在出生時為4

64、0°成人為15°,113,2024/3/12,前傾角增大，使股骨頭部分裸露，走路時為保持股骨頭處于臼窩內(nèi)，使腿有內(nèi)旋傾向，減少股骨在橫截面和額狀面上動態(tài)控制能力，造成行走過程中下肢肌肉（臀大肌、臀中肌、比目魚?。┥祗y、膝關(guān)節(jié)功能減少至少10%。反之使腿外旋,114,2024/3/12,Greg’s test antiversion,被測試者俯臥，屈膝90°，測試者一手置于股骨大轉(zhuǎn)子，另一手被動內(nèi)外旋髖關(guān)節(jié)，

65、找到股骨大轉(zhuǎn)子突出最明顯的活動位置，測小腿與地面之間夾角。,115,2024/3/12,槌狀趾,跖趾關(guān)節(jié)及遠(yuǎn)端趾間關(guān)節(jié)過伸，近端趾間關(guān)節(jié)屈曲Ligaments and tendons that have tightened cause the toe's joints to curl downwards. There is often discomfort at the top part of the toe due to r

66、ubbing against the shoe.,116,2024/3/12,足弓,維持縱弓結(jié)構(gòu)：跖側(cè)跟舟韌帶、足底腱膜、脛骨前后肌、踇長屈肌、腓骨長肌吸收震蕩，保護(hù)足底神經(jīng)、血管免受壓迫,117,2024/3/12,Longitudinal arches,縱弓：內(nèi)側(cè)由跟骨、距骨、舟骨、三塊楔骨和內(nèi)側(cè)3塊跖骨組成；外側(cè)由跟骨、骰骨和外側(cè)2塊跖骨組成,118,2024/3/12,Transverse arches,橫弓：由骰骨、3塊楔骨

67、和跖骨組成,119,2024/3/12,關(guān)節(jié)退行性病變,骨萎縮：發(fā)生于局部的稱為骨萎縮，發(fā)生于全身性萎縮稱為骨質(zhì)疏松癥；原因包括壓迫性、廢用性、老年性、神經(jīng)性（如小兒麻痹）等骨質(zhì)疏松癥原發(fā)性：分為Ⅰ型為高轉(zhuǎn)化型，絕經(jīng)后，由破骨細(xì)胞介導(dǎo)，快速丟失主要為小梁骨，特別是脊柱和橈骨遠(yuǎn)端；Ⅱ型為低轉(zhuǎn)化型，老年人，與高齡、慢性缺鈣、骨形成不足有關(guān)，主要侵害椎體和髖骨。繼發(fā)性：繼發(fā)于其它疾病，如甲亢、長期臥床、制動等。特發(fā)性：常有家族遺傳史，

68、多見于8~14歲青少年，女性多于男性。,120,2024/3/12,,退行性骨關(guān)節(jié)病：頸椎病、腰椎間盤突出、椎管狹窄、退行性四肢骨關(guān)節(jié)?。ü顷P(guān)節(jié)炎）異位骨化：多見于軟組織中（肌肉內(nèi)、肌腱內(nèi)、韌帶內(nèi)、關(guān)節(jié)囊內(nèi)、關(guān)節(jié)軟骨內(nèi)），腦外傷、脊髓損傷、腦血管病等。可能機(jī)制：過度活動等外界因素及病損致肌肉制動、植物神經(jīng)功能障礙等內(nèi)部因素導(dǎo)致局部軟組織出現(xiàn)淤血，局部組織的營養(yǎng)狀態(tài)失常；組織中存在異常多的鈣、磷等，使得成纖維細(xì)胞及成骨細(xì)胞充分發(fā)揮功能