膝關(guān)節(jié)生物力學(xué)分析精選(九篇)

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第1篇：膝關(guān)節(jié)生物力學(xué)分析范文

【關(guān)鍵詞】分析物理問(wèn)題的能力 物理思維 物理模型 數(shù)理結(jié)合

步入教育行業(yè)有些年頭了，對(duì)于高中物理教學(xué)有一些思考，這兩年，我在教學(xué)中遇到了一些問(wèn)題，就這些問(wèn)題和同事也進(jìn)行了交流和探討。物理難學(xué)是大部分學(xué)生遇到的問(wèn)題，主要原因在于：物理規(guī)律來(lái)源于生活經(jīng)驗(yàn)，但生活經(jīng)驗(yàn)與物理結(jié)論往往是矛盾的，這導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)物理的困難。要想物理出成績(jī)，必須從根源入手，靠題海戰(zhàn)術(shù)不能提高成績(jī)。以往在講解原理和規(guī)律時(shí)費(fèi)時(shí)較少，而在習(xí)題上費(fèi)時(shí)較多，這樣有點(diǎn)本末倒置，不利于培養(yǎng)學(xué)生的物理能力。

要提高學(xué)生的物理成績(jī)，必須從根源上培養(yǎng)學(xué)生物理的思維。遇到物理問(wèn)題時(shí)，我們總是從已經(jīng)學(xué)習(xí)的規(guī)律中猜測(cè)和探索新的概念、規(guī)律，并在問(wèn)題和條件中尋找關(guān)系。通過(guò)這種新的概念、規(guī)律，去解決需要解決的問(wèn)題，從而得到答案。如果答案是正確的，則問(wèn)題被解決；如果答案錯(cuò)誤，則進(jìn)行新的猜測(cè)和探索，得出新的概念、規(guī)律，再次求解。這是我們思考物理問(wèn)題的一般模式。從上述過(guò)程中可以看出，分析解決物理問(wèn)題的過(guò)程中蘊(yùn)含著多個(gè)小的過(guò)程，因此分析解析物理問(wèn)題的能力也是一種更高級(jí)的能力。分析解決物理問(wèn)題的能力包括以下幾個(gè)方面。

1、讀題的能力。讀題的能力是指正確理解題目的的含義，合理的選擇研究對(duì)象，發(fā)現(xiàn)題目中隱藏的條件，準(zhǔn)確的分析研究對(duì)象的受力以及運(yùn)動(dòng)過(guò)程的能力。感覺(jué)物理難學(xué)的學(xué)生主要是這一能力不足，找不到問(wèn)題中的隱藏條件，或者不會(huì)分析物理的運(yùn)動(dòng)過(guò)程、受力過(guò)程。在實(shí)際問(wèn)題中不進(jìn)行有的放矢，而是直接套公式，想當(dāng)然的解題，最終一步錯(cuò)步步錯(cuò)。

2、物理模型的建立和再生能力。物理模型是指學(xué)習(xí)物理概念和規(guī)律時(shí)的原始材料、實(shí)驗(yàn)探究和驗(yàn)證的具體過(guò)程，以及在物理規(guī)律應(yīng)用時(shí)學(xué)習(xí)過(guò)的例題。在思考問(wèn)題時(shí)，我們總是思考問(wèn)題與物理模型之間的聯(lián)系，從物理模型入手，進(jìn)行思考。我們遇到的新題都是由我們學(xué)習(xí)過(guò)的物理模型衍生和再生而成的。所以我們學(xué)習(xí)時(shí)，除了掌握基本規(guī)律和概念以外，還要掌握各種物理模型。物理模型掌握的好，分析解決物理問(wèn)題的能力一定強(qiáng)。

3、選擇解決問(wèn)題方法和解題過(guò)程反思的能力。選擇解決問(wèn)題方法的能力有兩個(gè)方面：第一就是對(duì)問(wèn)題的主體有大致的猜測(cè)，并把將要使用的方法和要解決的問(wèn)題聯(lián)系起來(lái)，對(duì)解決問(wèn)題的可行性進(jìn)行判斷的能力。這種能力強(qiáng)，就能從整體上把握問(wèn)題的方向，從比較高的角度看待以后解題過(guò)程從而避免失誤。第二是選擇合適的解決問(wèn)題的方法的能力，方法選對(duì)了，解題不僅快而且正確性高。解題過(guò)程中的反思能力有三個(gè)方面：第一根據(jù)已經(jīng)解決的部分，判斷前面的解題方法是否正確，并思考接下來(lái)應(yīng)該怎么做。第二在得到最后的結(jié)果后，對(duì)結(jié)果做出評(píng)價(jià)，是否與實(shí)際相符，若不相符還需要進(jìn)行新的檢測(cè)和檢查。第三解決完問(wèn)題后，對(duì)解題過(guò)程的歸納總結(jié)，形成物理模型，為以后的物理問(wèn)題提供解題依據(jù)。

4、解決物理問(wèn)題的運(yùn)用數(shù)學(xué)的能力。運(yùn)用數(shù)學(xué)的能力包括三個(gè)：第一把物理問(wèn)題變成數(shù)學(xué)問(wèn)題的能力，第二解題過(guò)程中的運(yùn)算能力，第三數(shù)學(xué)估算的能力。

在教學(xué)過(guò)程中，我們要注意培養(yǎng)學(xué)生的這四種能力，才能培養(yǎng)學(xué)生分析解決問(wèn)題的能力，減少教學(xué)過(guò)程中的盲目性，進(jìn)而提高學(xué)生的成績(jī)。所以在教學(xué)中我們主要從四個(gè)方面進(jìn)行培養(yǎng)。

1、讀題、審題的培養(yǎng)。讀題，是指拿到題目后，先進(jìn)行整體的閱讀，再進(jìn)行分部分的閱讀，對(duì)題目的整體做到心中有數(shù)；審題，是指審條件和目標(biāo)，知道題目中的已知條件，隱藏條件是什么，明確題目的問(wèn)題時(shí)什么。讀題審題本質(zhì)上就是尋找解題的信息，形成解決問(wèn)題方法的過(guò)程。在讀題審題的過(guò)程中，不要著急猜測(cè)解題的方法和盲目解題，一定要做到準(zhǔn)確理解題意，特別是弄懂題目中的關(guān)鍵語(yǔ)句；并且要及時(shí)的將發(fā)現(xiàn)的信息以圖形的形式標(biāo)注出來(lái)，將抽象思維轉(zhuǎn)換為形象思維。

2、建立物理模型，并將物理模型進(jìn)行再造。分析解決物理問(wèn)題的過(guò)程主要由兩種情景：第一種是在模型的啟發(fā)下，結(jié)合具體的情景，分析思考所要求解決的問(wèn)題；第二種是沒(méi)有模型的啟發(fā)，需要自己建立解題模型。所以，在教學(xué)的過(guò)程中，要多培養(yǎng)學(xué)生建立盡量多的物理模型，并將模型進(jìn)行再造和衍生。

3、培養(yǎng)學(xué)生直覺(jué)判斷的習(xí)慣，形成歸納總結(jié)的習(xí)慣。在教學(xué)過(guò)程中要求學(xué)生勇于嘗試憑直覺(jué)進(jìn)行猜測(cè)，先猜測(cè)大致的解題思路，然后具體問(wèn)題具體分析進(jìn)行推理和演算。有的同學(xué)拿到題目后，著急進(jìn)行具體運(yùn)算，只要能算出得數(shù)，馬上算數(shù)。解題是手忙腳亂，往往忙活半天后才發(fā)現(xiàn)出錯(cuò)，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。尤其在考試中時(shí)間有限，每道題都做上來(lái)了，但是不能得分。教師要經(jīng)常糾正學(xué)生的這種習(xí)慣。注意培養(yǎng)學(xué)生正確的習(xí)慣，例如：在理清思路后，運(yùn)用所學(xué)的物理模型，進(jìn)行知識(shí)、原理、方法的判斷，思考所列方程是否準(zhǔn)確，題目中的已知條件是否都表述出來(lái)，是否有未知的物理量，最后在進(jìn)行運(yùn)算。

第2篇：膝關(guān)節(jié)生物力學(xué)分析范文

在日常體育課教學(xué)及運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練中，弓步壓腿是發(fā)展人體下肢柔韌素質(zhì)最為常用的手段，它可以對(duì)韌帶尤其是股二頭肌起到明顯的拉伸和刺激作用，由于動(dòng)作簡(jiǎn)單易行，且拉伸刺激效果明顯，常被體育教師或教練員作為基礎(chǔ)內(nèi)容或輔助訓(xùn)練手段運(yùn)用于課堂和訓(xùn)練。在大多數(shù)人印象中，弓步壓腿的做法是如此簡(jiǎn)單，又是如此常做，甚或是不含有任何技術(shù)含量的動(dòng)作，是不值得一提或探究它的動(dòng)作要領(lǐng)的，對(duì)它所蘊(yùn)含的具體生物力學(xué)意義進(jìn)行探析更是嗤之以鼻。所以，長(zhǎng)此以往，我們所面對(duì)的弓步壓腿的做法，只要“前腿一弓后腿一蹬”，動(dòng)作別太歪，壓腿拉拉韌帶就得了，很少有人關(guān)注弓步壓腿所蘊(yùn)含的生物力學(xué)意義。

通過(guò)多年的教學(xué)、訓(xùn)練及日常生活實(shí)踐觀察，發(fā)現(xiàn)弓步壓腿這一普普通通最為常見(jiàn)的發(fā)展韌帶柔韌性的鍛煉方法，在實(shí)踐運(yùn)用中存在著普遍錯(cuò)誤，不但會(huì)對(duì)練習(xí)者的訓(xùn)練效果大打折扣，而且長(zhǎng)期如此訓(xùn)練的話，會(huì)對(duì)練習(xí)者膝關(guān)節(jié)造成傷害。現(xiàn)從弓步壓腿時(shí)膝關(guān)節(jié)和韌帶的受力角度著手，對(duì)其進(jìn)行相關(guān)力學(xué)分析，以糾正我們長(zhǎng)期以來(lái)犯的錯(cuò)誤。

圖1是錯(cuò)誤動(dòng)作，也是我們常見(jiàn)的膝關(guān)節(jié)彎曲，拉伸韌帶的訓(xùn)練方法。它的典型錯(cuò)誤之一：以膝關(guān)節(jié)為軸，在下壓時(shí)大腿與小腿幾乎近似折疊，膝關(guān)節(jié)在承受大部分身體重量的情況下前后反復(fù)做一杵一收的壓或伸的動(dòng)作，也就是說(shuō)膝關(guān)節(jié)關(guān)節(jié)頭和關(guān)節(jié)窩在相應(yīng)力量作用下，做不停的滾動(dòng)摩擦，長(zhǎng)此以往難免會(huì)對(duì)接觸面關(guān)節(jié)軟骨造成磨損性傷害。也就是說(shuō)，這種壓法實(shí)是壓膝關(guān)節(jié)而不是壓韌帶。典型錯(cuò)誤之二：降低了對(duì)韌帶的拉伸刺激效果，下壓時(shí)大腿與小腿折疊的角度越小，韌帶受力也就越小，甚至?xí)霈F(xiàn)幾乎拉伸不到韌帶而反過(guò)來(lái)拉伸股四頭肌的現(xiàn)象。如上兩種錯(cuò)誤，想必多數(shù)人深有體會(huì)，這里不再累述，下面從膝關(guān)節(jié)和大腿韌帶受力角度介紹一下應(yīng)該如何做。

圖2是正確動(dòng)作，首先充分做前腿弓后腿蹬伸的弓步動(dòng)作，要讓蹬伸腿充分后蹬伸，這樣可以避免促使向前杵動(dòng)膝關(guān)節(jié)折疊大小腿。練習(xí)時(shí)，軀干姿勢(shì)可保持如圖1所示的立身中正、挺胸抬頭姿勢(shì)，也可如圖2所示的軀干稍前傾姿勢(shì)，關(guān)鍵要盡量保持膝關(guān)節(jié)處于穩(wěn)定狀態(tài)。在整個(gè)壓腿過(guò)程中，下壓前或下壓后的收回期間，大小腿夾角大于等于90度；下壓后，大小腿夾角仍大于等于90度。也就是說(shuō)，在整個(gè)練習(xí)過(guò)程中始終保持大小腿的夾角大于等于90度，這樣膝關(guān)節(jié)就不會(huì)出現(xiàn)明顯的伸展或前后杵動(dòng)，最大限度的減小了關(guān)節(jié)頭在關(guān)節(jié)窩間的滾動(dòng)或滑動(dòng)摩擦。所以，如此做法優(yōu)點(diǎn)之一，是在下壓過(guò)程中可使韌帶充分受力，能對(duì)韌帶起到更好的拉伸和刺激作用。優(yōu)點(diǎn)之二，可以避免如上所述對(duì)膝關(guān)節(jié)關(guān)節(jié)面軟骨在受力狀態(tài)下造成的磨損。

第3篇：膝關(guān)節(jié)生物力學(xué)分析范文

太極拳教學(xué) 膝關(guān)節(jié) 生物力學(xué)特征

本人從事太極拳教學(xué)多年，時(shí)有同事和學(xué)生說(shuō)起在練習(xí)24式簡(jiǎn)化太極拳的過(guò)程中，膝關(guān)節(jié)會(huì)有不同程度的疼痛。于是我出于專(zhuān)業(yè)的好奇，查閱了一些文獻(xiàn)資料，結(jié)果是支持太極拳具有良好健身作用的文獻(xiàn)不勝其數(shù)。然而從事籃球?qū)I(yè)訓(xùn)練的運(yùn)動(dòng)員會(huì)多發(fā)籃球膝，原因主要是膝關(guān)節(jié)在籃球運(yùn)動(dòng)中常處于不穩(wěn)定的半蹲位，且膝關(guān)節(jié)在不斷的蹬伸過(guò)程關(guān)節(jié)軟骨不斷研磨，這樣容易造成關(guān)節(jié)的損傷，如果不及時(shí)休息恢復(fù)，很容易造成慢性損傷，導(dǎo)致骨關(guān)節(jié)炎。是不是太極拳的練習(xí)過(guò)程中若不注意太極拳的技法和要求，或者因?yàn)槠渌脑虻葘?dǎo)致膝關(guān)節(jié)不同程度的損傷？

一、由關(guān)節(jié)的壓縮特性來(lái)談24式簡(jiǎn)化太極拳的教學(xué)

關(guān)節(jié)軟骨是一種復(fù)合生物材料，由固體相膠原纖維、蛋白多糖和液體相水及電解質(zhì)等組成。通過(guò)光學(xué)顯微鏡的觀察認(rèn)為，關(guān)節(jié)軟骨具有淺表層、移行層、放射層、鈣化層四層結(jié)構(gòu)。關(guān)節(jié)軟骨的生物力學(xué)特性是與其內(nèi)部結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。膠原纖維在關(guān)節(jié)軟骨中，呈網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，能夠限制大分子物質(zhì)的自由擴(kuò)散，而小分子物質(zhì)則不受限制，可自由通過(guò)，因此，蛋白多糖在其中并不能自由擴(kuò)散，而水分子則可以自由移動(dòng)。關(guān)節(jié)軟骨材料特性在很大程度上取決于施加負(fù)荷的速度。因?yàn)樵谘杆偈┘硬⒀杆俳獬?fù)載的情況下，軟骨發(fā)生瞬間變形，沒(méi)有時(shí)間讓軟骨組織擠出液體，這種情況下，關(guān)節(jié)軟骨組織類(lèi)似于一彈性單相物質(zhì)，施加負(fù)載時(shí)馬上變形，負(fù)載消失后立即復(fù)原。這種關(guān)節(jié)軟骨瞬間變形和復(fù)原反應(yīng)是軟骨組織能夠抵抗沖擊負(fù)荷。

關(guān)節(jié)軟骨不僅是一種良好的抗壓材料，而且是一種粘彈性十分明顯的材料。粘彈性材料的兩個(gè)基本反應(yīng)是蠕變和應(yīng)力松弛。蠕變是材料在恒定應(yīng)力作用下，其應(yīng)變隨著時(shí)間的延長(zhǎng)而不斷加大；應(yīng)力松馳則是指材料在保持恒定應(yīng)變狀態(tài)下，所需要的外在應(yīng)力隨著時(shí)間的延長(zhǎng)而不斷地減小。不同材料的粘彈性發(fā)生的機(jī)理可以有所不同。

在軟骨組織負(fù)荷后，首先發(fā)生瞬間變形，但當(dāng)負(fù)荷持續(xù)作用時(shí)，軟骨的抗壓作用迅速減少，而是出現(xiàn)一依賴時(shí)間的蠕變期。這是由于軟骨內(nèi)液體被逐漸擠出的緣故。在初始階段，蠕變速度非?？?，這是由于外在壓力與軟骨內(nèi)蛋白多糖滲透壓之間差距大，故液體滲出很快。隨著液體的進(jìn)一步滲出，軟骨蛋白多糖濃度增加，滲透壓增大，反過(guò)來(lái)又阻止液體的滲出。結(jié)果滲出逐漸減少直至最后達(dá)到平衡，此時(shí)無(wú)液體滲出，軟骨變形停止，最后成為一直線。人體軟骨的蠕變量是很大的，初始應(yīng)變與最大應(yīng)變可以相差3～5倍，即使作用于關(guān)節(jié)軟骨的力很小，但只要作用時(shí)間足夠大就有可能因?yàn)槿渥冏饔枚疖浌堑妮^大變形。這種蠕變作用還有可能使得軟骨內(nèi)的軟骨細(xì)胞發(fā)生損傷，或者是膠原纖維發(fā)生斷裂。只要時(shí)間足夠，較小的應(yīng)力同樣可以產(chǎn)生較大變形。關(guān)節(jié)軟骨的粘彈，對(duì)于理解軟骨的正常生理及損傷機(jī)理具有重要意義。孟維春等關(guān)節(jié)軟骨壓縮特性的實(shí)驗(yàn)研究生物力學(xué)方面論證了關(guān)節(jié)軟骨在遭受慢性應(yīng)力作用時(shí)，因蠕變而引起的軟骨內(nèi)部結(jié)構(gòu)破壞，最終導(dǎo)致慢性骨關(guān)節(jié)炎的改變。Cooper的調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)常從事長(zhǎng)時(shí)間屈膝負(fù)重工作者，膝關(guān)節(jié)的骨關(guān)節(jié)炎的發(fā)生率明顯增高。因此，臨床上應(yīng)盡量避免持續(xù)的慢性應(yīng)力損傷。

由于關(guān)節(jié)軟骨可緩沖短暫而強(qiáng)烈的機(jī)械沖擊力，而在緩慢而持久的應(yīng)力作用下，會(huì)出現(xiàn)一依賴時(shí)間的蠕變期，且蠕變作用使得軟骨內(nèi)的軟骨細(xì)胞發(fā)生損傷和膠原纖維斷裂，只要時(shí)間足夠較小的應(yīng)力同樣可以產(chǎn)生較大變形。

關(guān)節(jié)軟骨的粘彈與24式簡(jiǎn)化太極拳的緩慢持久的運(yùn)動(dòng)特征是一對(duì)矛盾。在太極拳的練習(xí)中，膝關(guān)節(jié)軟骨較一般運(yùn)動(dòng)來(lái)說(shuō)要承受較長(zhǎng)的緩慢而持久的應(yīng)力作用，也就是說(shuō)在這種應(yīng)力下很可能造成關(guān)節(jié)軟骨的軟骨細(xì)胞發(fā)生損傷和膠原纖維斷裂。所以在教學(xué)和練習(xí)中我們應(yīng)注意：身體重心和虛實(shí)的轉(zhuǎn)換，別使某一膝關(guān)節(jié)軟骨處于較長(zhǎng)時(shí)間的緩慢應(yīng)力的作用下；要注意練習(xí)的時(shí)間和適當(dāng)?shù)男菹?；要根?jù)自己的身體條件安排練習(xí)的時(shí)間和強(qiáng)度，做到區(qū)別對(duì)待。

二、由膝關(guān)節(jié)的力學(xué)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來(lái)談太極拳的教學(xué)

膝關(guān)節(jié)由屈曲至伸直并伴有旋轉(zhuǎn)時(shí)，最易造成半月板的損傷。膝半月板：位于股骨髁和脛骨髁之間，左右各一，它附在脛骨平臺(tái)上并隨脛骨在股骨上移動(dòng)。當(dāng)膝關(guān)節(jié)在半屈位旋轉(zhuǎn)時(shí)，半月板產(chǎn)生移位。單純的脛骨屈曲，半月板移位不大，只有當(dāng)脛骨旋轉(zhuǎn)時(shí)半月板移位最大。瓦斯摩爾斯（德國(guó)）認(rèn)為這種移位所產(chǎn)生的壓力在膝關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)不穩(wěn)定中常能使半月板發(fā)生病理性損害。如半月板炎和半月板病，這些損害會(huì)進(jìn)一步加重膝的旋轉(zhuǎn)不穩(wěn)定，甚至發(fā)展成膝關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)病。

關(guān)節(jié)軟骨在受壓時(shí)，間質(zhì)內(nèi)的液體可被擠入關(guān)節(jié)表面，產(chǎn)生自壓形式的靜水作用，使關(guān)節(jié)軟骨面具有低磨擦系數(shù)。軟骨細(xì)胞則在軟骨粘連素及蛋白多糖的協(xié)助下與Ⅱ型膠原纖維相粘連。關(guān)節(jié)軟骨具有黏彈性的間質(zhì)內(nèi)液體流是軟骨滲透及蛋白多糖固定電荷集團(tuán)的表現(xiàn),使其彈性系數(shù)高,抗張力性能強(qiáng)。關(guān)節(jié)面在受到突然的撞擊或扭轉(zhuǎn)后，軟骨基質(zhì)中大分子網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)將承受巨大的剪力，在基質(zhì)內(nèi)的液體流動(dòng)難以形成相對(duì)抗的壓力時(shí)，這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)將被破壞，細(xì)胞于基質(zhì)中受到損傷，甚至延及至軟骨下骨。

在一般人看來(lái)，太極拳動(dòng)作柔和、運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度小、沒(méi)有危險(xiǎn),很適合老年人。然而，鍛煉不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致膝關(guān)節(jié)的損傷.太極拳的標(biāo)志動(dòng)作是馬步蹲襠,有資料顯示，人體屈膝30°，膝關(guān)節(jié)承受壓力和體重相等。屈膝60°,膝關(guān)節(jié)壓力為體重的4倍；屈膝90°,所承受的壓力是體重的6倍。如果膝關(guān)節(jié)長(zhǎng)期處于緊張和負(fù)重狀態(tài)就容易加速關(guān)節(jié)軟骨的磨損,引起膝關(guān)節(jié)疼痛。

24式簡(jiǎn)化太極拳膝關(guān)節(jié)在練習(xí)中不斷的屈伸扭轉(zhuǎn)，且很多動(dòng)作膝關(guān)節(jié)都是在屈曲至伸直并伴有旋轉(zhuǎn)，譬如野馬分鬃，左右攬雀尾等動(dòng)作。運(yùn)動(dòng)中為了避免脛骨和股骨較大的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。在練習(xí)時(shí)我們應(yīng)該適當(dāng)?shù)淖⒁庑┘?xì)節(jié)。練習(xí)野馬分鬃和摟膝拗步時(shí)，后撤撇前腳的外撇幅度不能太大，這樣在接下來(lái)弓步的蹬伸過(guò)程中膝關(guān)節(jié)不會(huì)太大的扭轉(zhuǎn)。練習(xí)左右攬雀尾，當(dāng)左攬雀尾轉(zhuǎn)右攬雀尾時(shí)要注意左腳的內(nèi)扣。還有蹬轉(zhuǎn)的過(guò)程中應(yīng)該注意虛實(shí)的轉(zhuǎn)化，后腳的蹬伸以前腳掌為軸要圓活，盡量避免膝關(guān)節(jié)扭轉(zhuǎn)時(shí)脛骨和股骨的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。換句話說(shuō)，也就是要做到“邁步如貓行”的輕盈圓活。且在24式簡(jiǎn)化太極拳的練習(xí)中不光是這幾個(gè)動(dòng)作僅僅如此，只是舉個(gè)例子而已。另外，在練習(xí)中所有的弓步和馬步不要屈膝不要太深，因根據(jù)自己的身體條件而定，要做到“中正安舒”。所以我們?cè)诮虒W(xué)中要注意：動(dòng)作正確，尤其注意膝關(guān)節(jié)不要因扭轉(zhuǎn)造成脛骨和股骨很大的相對(duì)運(yùn)動(dòng)；應(yīng)根據(jù)習(xí)練者得身體條件提出練習(xí)要求。

三、小結(jié)

運(yùn)動(dòng)創(chuàng)傷和勞損是膝關(guān)節(jié)疼痛的一個(gè)重要原因，因此明確膝關(guān)節(jié)在進(jìn)行太極拳練習(xí)時(shí)可能造成哪些損傷及損傷原因?qū)M(jìn)行太極拳教學(xué)非常重要。

太極拳運(yùn)動(dòng)對(duì)腿部的要求較高，膝關(guān)節(jié)始終處于半蹲位的靜力性支撐，這就對(duì)膝關(guān)節(jié)的要求較高；動(dòng)作姿勢(shì)的不正確是直接造成膝部損傷又因素之一；運(yùn)動(dòng)前準(zhǔn)備活動(dòng)不充分，運(yùn)動(dòng)結(jié)束后沒(méi)有適當(dāng)?shù)恼矸潘苫顒?dòng)，使運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生的疲勞堆積形成損傷；沒(méi)有根據(jù)自己的實(shí)際情況安排好運(yùn)動(dòng)時(shí)間和運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度，忽略了運(yùn)動(dòng)應(yīng)遵循的循序漸進(jìn)原則；從生物力學(xué)的角度分析，由于膝關(guān)節(jié)股骨內(nèi)外髁的外形和長(zhǎng)度不同，即內(nèi)髁關(guān)節(jié)面較外髁長(zhǎng)，致使臏骨關(guān)節(jié)面不平穩(wěn)。股內(nèi)側(cè)肌無(wú)力或變得萎縮，則能失去股內(nèi)側(cè)肌這種弓弦作用，增加了膝的旋轉(zhuǎn)不穩(wěn)定，結(jié)果可導(dǎo)致臏骨軟骨病。因此股內(nèi)側(cè)肌肌力不足，無(wú)法保證膝關(guān)節(jié)的穩(wěn)定，也是造成損傷的又一個(gè)重要原因。

24式簡(jiǎn)化太極拳是全國(guó)推廣的具有很好健身效果且老少皆宜的健身手段。如果我們?cè)诰毩?xí)中不注意習(xí)練的技法和要求，不遵循體育鍛煉的一般原則也許會(huì)對(duì)身帶來(lái)不良的后果；此外，要根據(jù)自己的身體條件安排習(xí)練的時(shí)間和強(qiáng)度，注意休息和恢復(fù)不能急功冒進(jìn)。

參考文獻(xiàn)：

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[2]韓雨平.對(duì)體育運(yùn)動(dòng)中膝關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性的研究[J].民營(yíng)科技，2010，（6）.

第4篇：膝關(guān)節(jié)生物力學(xué)分析范文

1方法

1．1三維重建1)CT影像重建:將以上CT信息經(jīng)Import(導(dǎo)入)Mimics，生成Mask(蒙板)，再經(jīng)Threshold(閾值分割)、RegionGrowing(區(qū)域增長(zhǎng))、Editing-Masks(蒙板編輯)、Calculate-3D(模型運(yùn)算)建立下肢全長(zhǎng)，股骨、髕骨、脛骨三維雛型［2］，作為下一波測(cè)量分析的儲(chǔ)備。2)MR影像重建:基本步驟同上，但側(cè)重于EditingMasks，以便手工分割出灰度值相差不大的膝關(guān)節(jié)內(nèi)外側(cè)韌帶［4］，作為下一波測(cè)量分析的儲(chǔ)備。3)二模融合:雖然CT和MR掃描針對(duì)同一個(gè)體，但兩機(jī)不可能同時(shí)同層面掃描，獲得的掃描參數(shù)(層厚、分辨率及空間坐標(biāo)等)不一樣，因此，本研究計(jì)劃參照我們的前期研究成果“9點(diǎn)3面方案”配準(zhǔn)原理［7-8］，在MR重建的韌帶模型選擇明顯的標(biāo)志點(diǎn)，以便利用這些標(biāo)志點(diǎn)進(jìn)行配準(zhǔn)并融合到CT重建的骨骼模型中，繼而建立包含股骨、脛骨和髕骨以及兩側(cè)韌帶的膝關(guān)節(jié)個(gè)性化生物模型。

1．2解剖學(xué)測(cè)量以逆向軟件分別測(cè)量模型中的下肢機(jī)械軸、股骨解剖軸、脛骨解剖軸、股骨外旋角、脛骨平臺(tái)后傾角等解剖學(xué)數(shù)據(jù)。

1．3運(yùn)動(dòng)學(xué)分析將重建出來(lái)的所有上述幾何體導(dǎo)入ANSYSWorkbench，進(jìn)行網(wǎng)格劃分(材料賦值如表1)，施加載荷，最后從等效應(yīng)力(equivalentstress)和等效應(yīng)變(equivalentelasticstrain)云圖中提取最大值以逐一分析膝關(guān)節(jié)的主要運(yùn)動(dòng)力學(xué)特征。

2結(jié)果

CT數(shù)據(jù)被輸入Mimics后，把Threshold閾值設(shè)置為標(biāo)準(zhǔn)的成人骨質(zhì)范圍226～1778HU［6］;RegionGrowing對(duì)初步閾值分割蒙板上彼此不相連接的分割區(qū)域進(jìn)一步細(xì)分亞組，提取出股骨、脛骨部分;EditingMasks對(duì)蒙板分割修補(bǔ)、去除干擾、修補(bǔ)漏洞。之后的Calculate結(jié)果高亮顯示骨骼與周?chē)M織界限清晰如圖1(a)所示。至于計(jì)算機(jī)輔佐下的MR影像，因各種組織灰度值相差不大，尤其是韌帶自動(dòng)分割圖像困難，Editingmasks［6］手工分割成為首選，結(jié)果分辨出膝關(guān)節(jié)諸如內(nèi)外側(cè)韌帶等附件［1］的2D影像如圖1(b)的偽彩染色帶。啟動(dòng)逆向軟件Mimics的測(cè)量模塊分別檢測(cè):股骨、脛骨解剖學(xué)軸線、下肢機(jī)械軸線及其兩者夾角，股骨前緣厚度、內(nèi)外髁寬度、內(nèi)外髁連線及其與后髁連線的夾角，股骨內(nèi)外髁的寬度，脛骨關(guān)節(jié)面的前后徑與橫徑間距、脛骨后傾角等參數(shù)如圖2。啟動(dòng)Workbench的Generate指令生成有限元分析模型如圖3(a)所示，經(jīng)除噪、過(guò)濾、光順、拋光、網(wǎng)格化等處理后如圖3(b)所示，對(duì)骨骼、韌帶、假體等結(jié)構(gòu)賦值(包括彈性模量和泊松比)如圖3(c)所示，分別向股骨加載280N壓力、股四頭肌800N拉力后的靜力、方向和形變?nèi)鐖D3(d)所示。

3討論

由于CT對(duì)骨性結(jié)構(gòu)顯示清楚，但對(duì)軟組織顯示受限;MR掃描軟組織成像清晰，清楚顯示關(guān)節(jié)軟骨、半月板、韌帶等結(jié)構(gòu)，所以本實(shí)驗(yàn)分別以CT掃描膝關(guān)節(jié)骨組織、以MR掃取軟組織數(shù)據(jù)。把CT、MR掃描的二維斷層輸入到Mimics后，經(jīng)過(guò)圖像分割提取區(qū)域，并對(duì)快速滿足膝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析的需要。以上重建的解剖結(jié)構(gòu)顯示，凸起的股骨關(guān)節(jié)面和凹陷的脛骨關(guān)節(jié)面彼此吻合，使膝關(guān)節(jié)得以在矢狀面上伸屈(約135°的屈曲和5～10°的過(guò)伸范圍)、前后移位，并可在冠狀面上內(nèi)外移位、內(nèi)收外展;外側(cè)脛骨關(guān)節(jié)面的特征性凹陷決定了外重建起來(lái)的模型進(jìn)行不同角度觀察如圖4，以側(cè)脛股關(guān)節(jié)面并非完全吻合，從而允許膝關(guān)節(jié)在水平面上內(nèi)外旋(約3°)、上下移位。不完全屬于鉸鏈形態(tài)的屈伸功能在運(yùn)動(dòng)中發(fā)揮著重要作用。如圖5所示，相對(duì)于脛骨，它有滑動(dòng)和滾動(dòng)兩種形式。單純的鉸鏈設(shè)計(jì)無(wú)法達(dá)成膝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)，通過(guò)骨性結(jié)構(gòu)、半月板、關(guān)節(jié)囊及附屬韌帶的共同作用，才能保持膝關(guān)節(jié)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定。內(nèi)側(cè)副韌帶控制脛骨在股骨上的外旋，外側(cè)副韌帶、股二頭肌、髂脛束共同維持外側(cè)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，前、后交叉韌帶更是維持膝關(guān)節(jié)最堅(jiān)強(qiáng)的韌帶。

為了簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)過(guò)程，我們忽略膝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的支變力學(xué)、軟骨和半月板的變化，針對(duì)膝關(guān)節(jié)屈伸位姿的受力作有限元分析，發(fā)現(xiàn)膝關(guān)節(jié)負(fù)荷表現(xiàn)為脛股關(guān)節(jié)之間的壓應(yīng)力，其力度隨步態(tài)和運(yùn)動(dòng)進(jìn)程而變化。當(dāng)兩腿直立時(shí)，沒(méi)有產(chǎn)生彎曲力矩和肌力，兩膝分別承受膝關(guān)節(jié)以上體重的一半(約為體重的0．43倍)，受力方向平行于下肢機(jī)械軸;當(dāng)平地步行時(shí)，重力、髕韌帶拉力、股脛關(guān)節(jié)壓力等三者合力構(gòu)成膝關(guān)節(jié)的承載負(fù)荷可達(dá)體重的3．02倍，登樓梯時(shí)則可達(dá)4．25倍［10］;當(dāng)單腿站立時(shí)，身體重力位于膝內(nèi)側(cè)，負(fù)重之腿向外側(cè)傾斜、股骨傾向脛骨內(nèi)髁以維持身體平衡，如果力量失衡就會(huì)造成脛骨內(nèi)外髁受力不均甚至膝關(guān)節(jié)內(nèi)外翻。由于膝關(guān)節(jié)是復(fù)雜結(jié)構(gòu)的力學(xué)單元，股脛關(guān)節(jié)、內(nèi)外側(cè)副韌帶和伸膝裝置并不代表全部，故不能保證結(jié)論絕對(duì)準(zhǔn)確，改進(jìn)這一短處可望在后續(xù)研究中減少實(shí)驗(yàn)誤差。

4結(jié)論

第5篇：膝關(guān)節(jié)生物力學(xué)分析范文

關(guān)鍵詞 鞭打動(dòng)作 體育項(xiàng)目 應(yīng)用

中圖分類(lèi)號(hào)：G804.66 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0引言

人體在結(jié)構(gòu)上是由關(guān)節(jié)將身體各環(huán)節(jié)相連，在體育動(dòng)作中，當(dāng)希望環(huán)節(jié)鏈末端產(chǎn)生最大的速度和力量時(shí)，肢體的運(yùn)動(dòng)形式往往表現(xiàn)為由近端環(huán)節(jié)到遠(yuǎn)端環(huán)節(jié)依次加速與制動(dòng)，各環(huán)節(jié)的速度也表現(xiàn)為由近端到遠(yuǎn)端的依次增加，把這種動(dòng)作形式稱為鞭打動(dòng)作。人體四肢結(jié)構(gòu)類(lèi)似于鞭子，它們近端環(huán)節(jié)的質(zhì)量大，末端環(huán)節(jié)的質(zhì)量小，因此在作鞭打動(dòng)作時(shí)，鞭根近端環(huán)節(jié)先加速揮動(dòng)，獲得動(dòng)量，然后制動(dòng)，在制動(dòng)過(guò)程中，動(dòng)量向鞭梢末端環(huán)節(jié)傳遞，因此獲得極大的運(yùn)動(dòng)速度。人體鞭打動(dòng)作在體育運(yùn)動(dòng)技術(shù)中有著舉足輕重的作用，它幾乎滲透到各項(xiàng)體育運(yùn)動(dòng)技術(shù)動(dòng)作中，所有的投擲項(xiàng)目無(wú)一例外的都與鞭打技術(shù)有關(guān)，如：標(biāo)槍、棒球和壘球，其中標(biāo)槍的鞭打技術(shù)最為復(fù)雜，再如排球的扣球、乒乓球、羽毛球及網(wǎng)球的扣殺動(dòng)作，無(wú)一例外首先要解決好鞭打的技術(shù)，足球運(yùn)動(dòng)員的大力踢球、散打中的鞭腿、游泳中的打水，以及體操中的腿鞭打都與鞭打技術(shù)有關(guān)。

鞭打動(dòng)作的分類(lèi)，主要分為上肢鞭打動(dòng)作和下肢鞭打動(dòng)作，其中上肢鞭打動(dòng)作又可以分為投擲性鞭打動(dòng)作（例如：投擲標(biāo)槍、壘球等）和打擊性鞭打動(dòng)作（例如：排球扣球、發(fā)球，乒乓球和羽毛球的扣殺等），下肢鞭打動(dòng)作常在足球、體操、武術(shù)技術(shù)中運(yùn)用，足球中射門(mén)、傳球和武術(shù)中的鞭腿都是下肢鞭打動(dòng)作的典型范例。另外，也有人提出全身鞭打，但由于最后的發(fā)力是通過(guò)肢體末端，也可以歸到下肢鞭打動(dòng)作（例如：蝶泳等）。

1上肢鞭打動(dòng)作

在上肢鞭打中“力的曲線”呈現(xiàn)出規(guī)律性的變化，首先人體上肢環(huán)節(jié)的反向運(yùn)動(dòng)使肢體的肌肉預(yù)先拉長(zhǎng)，緊接著肌肉由離心收縮轉(zhuǎn)向向心收縮，力的曲線出現(xiàn)了第一次波峰，由于軀干的制動(dòng)和身體的另一部分的固定，使力的曲線出現(xiàn)了一個(gè)小小的波谷，最后在鞭打動(dòng)作即將結(jié)束時(shí)，力的曲線出現(xiàn)了第二次波峰，達(dá)最大值。人體各環(huán)節(jié)的曲線圖，呈現(xiàn)出規(guī)律性的變化，肩關(guān)節(jié)首先出現(xiàn)速度峰值，接著開(kāi)始減速，肘關(guān)節(jié)出現(xiàn)速度峰值。接著開(kāi)始減速，最后腕關(guān)節(jié)出現(xiàn)速度峰值，以上說(shuō)明鞭打動(dòng)作的一個(gè)特點(diǎn)，即每一個(gè)環(huán)節(jié)最大運(yùn)動(dòng)速度是在前一個(gè)環(huán)節(jié)達(dá)到最大速度后，獲得的近端環(huán)節(jié)制動(dòng)的同時(shí)遠(yuǎn)端環(huán)節(jié)做加速運(yùn)動(dòng)，遠(yuǎn)端環(huán)節(jié)速度是由近端環(huán)節(jié)動(dòng)量傳遞和速度依次疊加而成的，使遠(yuǎn)端獲得最大的角速度和線速度。當(dāng)然，動(dòng)量傳遞只是肢體鞭打動(dòng)作快速有力的一個(gè)方面，在這一過(guò)程中，使遠(yuǎn)端環(huán)節(jié)在鞭打方向上加速的原動(dòng)肌也發(fā)揮著較大的作用肢體各關(guān)節(jié)依次發(fā)力，使各環(huán)節(jié)的動(dòng)量逐步積累，末端環(huán)節(jié)手或足的運(yùn)動(dòng)速度是由其各近側(cè)環(huán)節(jié)的運(yùn)動(dòng)速度的依次疊加而成，這是另一個(gè)重要方面。排球的扣球、發(fā)球等均為上肢打擊性鞭打中的無(wú)器械鞭打動(dòng)作形式，打擊性鞭打動(dòng)作，其運(yùn)動(dòng)規(guī)律與投擲性鞭打動(dòng)作相仿，其特點(diǎn)是在做動(dòng)作之前，各關(guān)節(jié)的肌肉更加放松被拉長(zhǎng)，以保證肢體完成鞭打動(dòng)作的速度和幅度。

2下肢鞭打動(dòng)作

下肢鞭打動(dòng)作角速度特征為：后擺時(shí)表現(xiàn)為大腿逐漸減速，小腿加速――最大角速――減速的特點(diǎn)；前擺時(shí)表現(xiàn)為大腿加速――最大角速度――減速，小腿持續(xù)加速的特點(diǎn)。髖關(guān)節(jié)的屈肌力矩，膝關(guān)節(jié)的伸肌力矩，踝關(guān)節(jié)的背屈力矩在下肢鞭打動(dòng)作前擺階段起主導(dǎo)作用。髖關(guān)節(jié)的內(nèi)收，外展力矩起定向作用。髖關(guān)節(jié)旋內(nèi)、旋外力矩，膝關(guān)節(jié)旋內(nèi)、旋外力矩以及踝關(guān)節(jié)內(nèi)翻力矩的主要作用是對(duì)腳的方位及傾斜程度進(jìn)行調(diào)整。股直肌、股內(nèi)肌、股外肌、脛骨前肌在下肢鞭打動(dòng)作前擺階段起主導(dǎo)作用。小腿加速前擺的初期伸膝肌群產(chǎn)生的伸膝力矩在起支配作用，后期是伸膝力矩與來(lái)自大腿角動(dòng)量的傳遞共同在起作用。

3結(jié)論與建議

鞭打動(dòng)作中，肢體的反向動(dòng)作，給原動(dòng)肌一個(gè)最適宜的初長(zhǎng)度，同時(shí)也提高了原動(dòng)肌的爆發(fā)式收縮力，盡可能延長(zhǎng)了肌力工作距離。鞭打過(guò)程中，各環(huán)節(jié)的依次加速與制動(dòng)，最終近端獲得最大的角速度與線速度。鞭打效果的好壞，不僅與動(dòng)量的傳遞有關(guān)，而且與原動(dòng)肌加速有關(guān)，同時(shí)與動(dòng)量的逐步積累和依次疊加有著密切關(guān)系。

因此，教師在教學(xué)過(guò)程中應(yīng)該注意強(qiáng)調(diào)發(fā)力順序，注重對(duì)學(xué)生動(dòng)作的規(guī)范性。學(xué)生自己在學(xué)習(xí)過(guò)程中應(yīng)該勤于思考多加練習(xí)，注重對(duì)自己發(fā)力的體會(huì)，注重各項(xiàng)目間的相通性，學(xué)會(huì)發(fā)現(xiàn)規(guī)律并應(yīng)用于實(shí)踐中。

參考文獻(xiàn)

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第6篇：膝關(guān)節(jié)生物力學(xué)分析范文

一、 膝關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu)

膝關(guān)節(jié)是人體最大的關(guān)節(jié)。也是最容易受傷的關(guān)節(jié)。膝關(guān)節(jié)由四部分骨組成,形成光滑、穩(wěn)定的活動(dòng)。組成關(guān)節(jié)的骨有脛骨、腓骨、髕骨及股骨。這些骨的表面襯以關(guān)節(jié)軟骨,關(guān)節(jié)亦襯以滑膜,分泌液體以關(guān)節(jié),保護(hù)及營(yíng)養(yǎng)關(guān)節(jié)。滑液滋養(yǎng)關(guān)節(jié)軟骨,維持關(guān)節(jié)活動(dòng),無(wú)痛。另有四條韌帶維持關(guān)節(jié)的穩(wěn)定和排列關(guān)系。在膝關(guān)節(jié)的中央是前后交叉韌帶,穩(wěn)定關(guān)節(jié)的前后方向的活動(dòng);還有內(nèi)外側(cè)副韌帶維持關(guān)節(jié)的側(cè)方穩(wěn)定。股骨與脛骨之間為半月板。其功能是緩沖外力,吸收能量,在旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定上也有一定的作用。半月板經(jīng)常易于損傷,由各種外力的作用造成撕裂。另外,還有兩條連接髕骨的韌帶,髕骨下面的叫髕韌帶,上面的叫四頭肌肌腱,這個(gè)符合體的作用是完成關(guān)節(jié)的屈伸活動(dòng)。

二、造成膝關(guān)節(jié)損傷動(dòng)作的生物力學(xué)分析

膝關(guān)節(jié)在縱向上能夠承受比較大的壓力,但是橫向力和剪切力對(duì)膝關(guān)節(jié)有著較大的損害,這樣的動(dòng)作對(duì)于膝關(guān)節(jié)來(lái)說(shuō)就是剪切力,這種動(dòng)作做一兩次沒(méi)有什么大的影響,如果長(zhǎng)時(shí)間的做這樣的動(dòng)作,量變就會(huì)導(dǎo)致質(zhì)變,由于人體所有的組織都是粘彈性的組織,長(zhǎng)時(shí)間的受同一方向的力,而這個(gè)方向機(jī)體又無(wú)法恢復(fù)時(shí),就會(huì)使組織產(chǎn)生形變。長(zhǎng)時(shí)間的做旋轉(zhuǎn)的動(dòng)作也會(huì)使膝關(guān)節(jié)的韌帶變得松弛,加上休息不好,韌帶彈性無(wú)法恢復(fù),這就會(huì)造成膝關(guān)節(jié)面的不穩(wěn)定,也就很容易產(chǎn)生損傷。

三、預(yù)防措施

運(yùn)動(dòng)損傷的發(fā)生在所難免,但我們可以采取各種措施,盡量的減少不必要的運(yùn)動(dòng)損傷,對(duì)此我有以下幾點(diǎn)建議和看法:

1、加強(qiáng)運(yùn)動(dòng)員的思想教育

對(duì)運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行思想教育,使其充分認(rèn)識(shí)到運(yùn)動(dòng)損傷對(duì)身體的危害,加強(qiáng)自我保護(hù)意識(shí),提高運(yùn)動(dòng)員的組織紀(jì)律性,對(duì)于技術(shù)動(dòng)作不熟練或在練習(xí)高難度動(dòng)作時(shí)都應(yīng)該在教練的保護(hù)和指導(dǎo)下進(jìn)行練習(xí)。

2、重視準(zhǔn)備活動(dòng)

在教學(xué)訓(xùn)練中,讓學(xué)生理解準(zhǔn)備活動(dòng)與正常訓(xùn)練的關(guān)系,訓(xùn)練前做好充分的準(zhǔn)備活動(dòng),有針對(duì)性的加強(qiáng)易傷部位的訓(xùn)練提高它們的功能,特別是膝踝關(guān)節(jié)及其周?chē)M織的鍛煉。

3、科學(xué)的安排運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練

在訓(xùn)練中,教練應(yīng)該根據(jù)運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)技術(shù)水平及運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練水平,合理的安排運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度,加強(qiáng)運(yùn)動(dòng)員全面的身體訓(xùn)練,提高各方面的身體素質(zhì),加強(qiáng)基本技術(shù)的教學(xué),使運(yùn)動(dòng)員正確的掌握運(yùn)動(dòng)技術(shù)的要領(lǐng)。

4、增強(qiáng)自我監(jiān)督意識(shí)

運(yùn)動(dòng)員應(yīng)該與教師或醫(yī)務(wù)人員配合,及時(shí)反饋運(yùn)動(dòng)后身體運(yùn)動(dòng)器官局部的不良反應(yīng),合理調(diào)整運(yùn)動(dòng)內(nèi)容和運(yùn)動(dòng)量,可減少因身體狀況不佳和局部負(fù)荷過(guò)量引起的運(yùn)動(dòng)損傷。之外運(yùn)動(dòng)員最好學(xué)習(xí)掌握一些基本的損傷臨場(chǎng)處理知識(shí),以便在運(yùn)動(dòng)損傷后能夠及時(shí)的進(jìn)行處理,這樣有利于機(jī)體的治療和康復(fù)。

第7篇：膝關(guān)節(jié)生物力學(xué)分析范文

摘要：側(cè)踢在截拳道比賽和實(shí)戰(zhàn)運(yùn)用中的威力很大，是比賽中取勝的關(guān)鍵技術(shù)。截拳道側(cè)踢既有速度又有強(qiáng)大沖擊力的標(biāo)志性實(shí)用踢技，有著豐富的技戰(zhàn)術(shù)內(nèi)容，以及實(shí)用性和觀賞性都很高的特點(diǎn)，同時(shí)還具有健體、防身的作用，因而日益受到廣大武術(shù)愛(ài)好者的喜愛(ài)。

關(guān)鍵詞：截拳道 側(cè)踢腿法

截拳道是李小龍以詠春拳為基礎(chǔ)，吸取世界各國(guó)其它武技，如拳擊、空手道、跆拳道等之精華，并融匯中西哲學(xué)為其理論指導(dǎo)的無(wú)特定招式，隨機(jī)應(yīng)變，注重身體素質(zhì)的搏擊特質(zhì)（心理素質(zhì)、速度、協(xié)調(diào)、平衡反應(yīng)能力等）訓(xùn)練的一種純粹以實(shí)戰(zhàn)為目的的技擊術(shù)。截拳道對(duì)抗激烈，攻防轉(zhuǎn)換速度變化莫測(cè)，不僅需要練習(xí)者具備良好的身體素質(zhì)和嫻熟的技術(shù)動(dòng)作，而且還要具備良好的戰(zhàn)術(shù)素養(yǎng)、過(guò)硬的心理素質(zhì)和頑強(qiáng)的意志品質(zhì)。

1、截拳道側(cè)踢腿的種類(lèi)

側(cè)踢是截拳道最厲害的一種踢擊法，是腿擊法中的一張王牌，可在遠(yuǎn)、中距離發(fā)揮巨大的威力，而且這種腿法若從較遠(yuǎn)的地方?jīng)_過(guò)去，還可利用沖擊的慣性來(lái)增加腿擊的力量，因此有效的一腳，完全可以將對(duì)手踢倒在地。在實(shí)戰(zhàn)中，最有效的踢擊是和先于對(duì)手的側(cè)踹攻擊。另外，側(cè)踹還可以用作防衛(wèi)的手段。比如，當(dāng)對(duì)手向前移動(dòng)攻擊時(shí)，即在其攻擊尚未到達(dá)之際，便可以用側(cè)踢腿快速踢擊其身體，以阻截其發(fā)起的攻擊。

1.1高位側(cè)踢

前腳向前滑動(dòng)一小步，身體迅速推進(jìn)或向前突然進(jìn)攻――這要根據(jù)對(duì)手的距離而定。后腳站穩(wěn)的同時(shí)，前腳就應(yīng)起腳踢擊――踢擊中的爆發(fā)力，有發(fā)力踢擊前的猛然扭臂合髖產(chǎn)生。踢擊后要迅速將腳收回，必須與協(xié)調(diào)的動(dòng)作來(lái)完成側(cè)踢，高位側(cè)踢（大于90°）主要攻擊對(duì)手的頭部，配合以假動(dòng)作進(jìn)攻或者直接進(jìn)攻，也可用來(lái)截?fù)魧?duì)手的進(jìn)攻，對(duì)頭部的截?fù)羝茐牧O強(qiáng)。

1.2中位側(cè)踢

從開(kāi)始起腳至踢完，腰部只能只能水平移動(dòng)，上身不可前傾，腰部應(yīng)有迅速前挺的過(guò)程，充分利用腹肌，以協(xié)調(diào)驅(qū)趕、下肢動(dòng)作。中位側(cè)踢（近似于90°）主要攻擊對(duì)手上身的胸部或腹部，用來(lái)主動(dòng)進(jìn)攻，或者阻截對(duì)手的進(jìn)攻，同時(shí)起到攻守兼?zhèn)涞男Ч?/p>

1.3低位側(cè)踢

前腳向前滑動(dòng)一小步，并帶動(dòng)后腳向前，幾乎與此同時(shí)，提起前腳用力擰腰提髖，向斜下方提出有利的一腳，上身要保持傾斜，不要直立，避免對(duì)方的打擊。低位側(cè)踢（小于90°以下）――主要攻擊對(duì)手的前腿膝關(guān)節(jié)，用來(lái)作為后續(xù)進(jìn)攻的前奏，或者在對(duì)手進(jìn)攻后的反擊。更主要的是用來(lái)阻截對(duì)手的進(jìn)攻。

2、前后側(cè)踢

2.1前腿側(cè)踢動(dòng)作

以截拳道右手在前為例站立；而后，重心稍前移，左腳向右腳前移并步，并支撐身體重心；隨之右腿屈膝大腿帶動(dòng)小腿向體內(nèi)側(cè)收提起，右肘回收至右腰間；上動(dòng)不停，右腿屈膝上抬至腰部高時(shí)，利用左擰腰右轉(zhuǎn)髖的動(dòng)作送出大腿，大腿推動(dòng)小腿，快速向體側(cè)中部伸膝出腳踢出，腳尖稍內(nèi)扣，腳掌正對(duì)攻擊目標(biāo)；在腿踢完后快速按原路線將腿收回[1]。

從預(yù)備開(kāi)始，上體稍向側(cè)后仰，重心稍后移，前腿屈膝提起與胯同高，小腿外擺，腳尖勾起微向外翻出，展胯伸膝向前踹出，支撐腳順發(fā)力方向腳后跟斜向前方，以腳跟三分之二從側(cè)面橫向攻擊對(duì)手。原地提膝動(dòng)作環(huán)節(jié)實(shí)際上是左側(cè)下肢進(jìn)行屈髖、屈膝、伸踝運(yùn)動(dòng)，參與屈髖的主要肌肉有髂腰肌、股直肌、闊筋膜張肌及恥骨肌等，參與屈膝的主要肌肉則有股二頭肌、半腱肌、縫匠肌及腓腸肌等。在完成提膝動(dòng)作后緊接著髖關(guān)節(jié)內(nèi)旋并外展完成展髖動(dòng)作，使小腿出于水平狀態(tài)，參與展髖的主要肌群有臀中肌、臀大肌上部及犁狀肌和闊筋膜張肌等， 當(dāng)展髖動(dòng)作完成后緊接著過(guò)渡到踹腿動(dòng)作，在踹擊時(shí)使大腿在髖關(guān)節(jié)處伸展的主要肌群包括臀大肌、臀小肌及臀大肌上步、犁狀肌等，使膝關(guān)節(jié)伸展的主要肌肉為股四頭肌，在踹擊時(shí)為了維持自身的穩(wěn)定性，應(yīng)始終讓身體重心的投影位于支撐面內(nèi)，同時(shí)軀干適當(dāng)向右側(cè)傾斜以保持自身平衡。在身體微向右側(cè)傾斜時(shí)，支撐腿應(yīng)稍微屈曲以維持支撐腿平衡，出擊時(shí)支撐腳以腳前掌為軸輾動(dòng)，使腳尖朝向體前。踹擊的瞬間擰動(dòng)髖部，支撐腿向斜下方用力蹬地伸直，以便增加擊打力量和加大距離。為了增大踹擊時(shí)身體的穩(wěn)固性，提高踹擊效果，此時(shí)踝關(guān)節(jié)周?chē)募∪骸㈨g帶都應(yīng)相對(duì)緊張，以免腳掌與對(duì)方身體碰撞時(shí)踝關(guān)節(jié)發(fā)生晃動(dòng)使踹擊力量分散，同時(shí)也可以避免踝關(guān)節(jié)的損傷。

2.2后退側(cè)踢動(dòng)作

當(dāng)后腿側(cè)踹出時(shí)， 施力物體可以看成是一個(gè)質(zhì)點(diǎn)， 這個(gè)質(zhì)點(diǎn)可以是一條腿或一條腿和腰胯關(guān)節(jié)的總和或整個(gè)身體。如果在練習(xí)的時(shí)候總是拋腿， 膝關(guān)節(jié)沒(méi)有伸直， 腰胯關(guān)節(jié)是松的， 力量脫節(jié)，那么施力物體的質(zhì)量肯定就小很多， 只能是膝關(guān)節(jié)以下部位或者是一條腿的質(zhì)量，不可能是身體的最大質(zhì)量[2]。如果膝關(guān)節(jié)伸直， 緊腰展髖， 身體重心明顯前移， 把力量比較充分完整地送達(dá)腳底， 這時(shí)的施力物體的質(zhì)量M就很大， 就很可能是整個(gè)人體的質(zhì)量。所以做動(dòng)作時(shí)必須要緊腰展髖， 膝關(guān)節(jié)伸直，身體重心明顯前移， 整個(gè)側(cè)踢腿和上體在一個(gè)平面上， 在肌肉力量一定的情況下就大大地提高了打擊力量， 增強(qiáng)了打擊效果。

3、關(guān)于截拳道側(cè)踢腿在運(yùn)動(dòng)中應(yīng)注意的問(wèn)題

3.1 實(shí)戰(zhàn)中側(cè)踢的距離

在截拳道中都是運(yùn)用了“短距原理”由于其攻擊路線最短，所以速度也很快，對(duì)脛骨和膝關(guān)節(jié)發(fā)起側(cè)面踢，可謂是首要的。因?yàn)檫@個(gè)目標(biāo)距離你最近，并且暴露在外面，不易防守。此外，你若站在有把握的距離上踢擊，則能一次攻擊便使對(duì)手致殘。

3.2 實(shí)戰(zhàn)中側(cè)踢的時(shí)間

在截拳道中，最有效的踢擊是先于對(duì)手的側(cè)踢。因?yàn)橥行У囊荒_，完全可以將對(duì)方擊倒。雖然這是一種人們所喜愛(ài)的腿法，但是如果時(shí)機(jī)掌握不好或者使用不當(dāng)，是很可能被對(duì)方格開(kāi)或抓住踢出的腿，因此必須謹(jǐn)慎使用。當(dāng)對(duì)手向前移動(dòng)進(jìn)攻時(shí)，在其攻擊尚未到達(dá)時(shí)可用側(cè)踢快速踢擊其身體，以阻截其發(fā)起的攻擊。

3.3實(shí)戰(zhàn)中技擊的位置

中線是人體外形的幾何對(duì)稱分界線，而由于人體重要器官（如頭部、咽喉、心坎穴、襠部等）與人體的重心均接近中線，故此敵我雙方都想向?qū)Ψ街芯€攻擊，并要嚴(yán)守中線避免被攻擊。從自己的中線發(fā)招攻向敵人的中線，是最短的攻擊線路，故此速度最快；更由于擊打中線時(shí)，敵人較難卸力，攻擊效果更佳，而敵人想閃躲攻擊也需要更大的動(dòng)作，若打偏時(shí)可輕易躲閃開(kāi)來(lái)。

4、小結(jié)

側(cè)踢作為一種在散打?qū)崙?zhàn)中使用率和成功率較高，擊打效果明顯，攻防俱佳的重要腿法技術(shù)，在運(yùn)用時(shí)除了距離感的訓(xùn)練之外，還應(yīng)通過(guò)實(shí)戰(zhàn)不斷提高如何尋找空當(dāng)捕捉戰(zhàn)機(jī)的能力，同時(shí)還應(yīng)注意踹擊的角度和時(shí)間差總之，在實(shí)戰(zhàn)中用好側(cè)踢必須掌握好“空當(dāng)”、“角度”、“距離感”和時(shí)間差以及進(jìn)攻時(shí)的提膝速度和腿擊速度，將這幾大基本要素有效的糅合成一體，相互配合。這樣才能使對(duì)方防不勝防，進(jìn)攻和防守都能做到出其不意，使對(duì)方措手不及，更加成功和有效的掌握和運(yùn)用側(cè)踢這一基本技術(shù)，最終取得良好的實(shí)戰(zhàn)效果。

參考文獻(xiàn)：

第8篇：膝關(guān)節(jié)生物力學(xué)分析范文

摘 要 在短跑運(yùn)動(dòng)中，與短跑性能有關(guān)的兩個(gè)力學(xué)參數(shù)分別為觸地時(shí)間和支撐期緩沖蹬伸比。在之前的一些研究中，研究者們運(yùn)用了多種不同的運(yùn)動(dòng)學(xué)方法來(lái)評(píng)估緩沖到蹬伸的轉(zhuǎn)換點(diǎn)，而這些研究最終得出的結(jié)論并不一致。這一研究的目的是通過(guò)比較以下三種判定標(biāo)準(zhǔn)來(lái)區(qū)分這一轉(zhuǎn)換點(diǎn)：膝關(guān)節(jié)最大伸展位，重心下降的最低點(diǎn)和垂直方向上重心的加速度。我們給出的假設(shè)是以上三個(gè)位置發(fā)生在不同的時(shí)間點(diǎn)上，分別代表周期性擺動(dòng)的不同時(shí)刻。實(shí)驗(yàn)利用高速攝影測(cè)量法對(duì)7名男性2級(jí)短跑運(yùn)動(dòng)員的短跑動(dòng)作進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析。

關(guān)鍵詞 短跑支撐期 運(yùn)動(dòng)學(xué) 緩沖期

一、前言

本次研究的目的是對(duì)短跑過(guò)程中支撐期膝關(guān)節(jié)最大屈曲位和重心下降最低點(diǎn)這兩個(gè)時(shí)刻進(jìn)行比較。而這實(shí)際上是目前學(xué)術(shù)界判斷緩沖-蹬伸轉(zhuǎn)換點(diǎn)的兩個(gè)最常用的運(yùn)動(dòng)學(xué)標(biāo)準(zhǔn)。由于重心在水平方向上加速度的變化趨勢(shì)實(shí)際上代表的是運(yùn)動(dòng)員跑動(dòng)方向的加速度，這種方法也是判斷緩沖-蹬伸轉(zhuǎn)換點(diǎn)的方法之一，因此我們也會(huì)用這一標(biāo)準(zhǔn)與上面兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較。研究的假設(shè)是上述三個(gè)事件將會(huì)發(fā)生在短跑的不同時(shí)刻。這一分析將會(huì)對(duì)總支撐時(shí)間內(nèi)緩沖期和支撐期的時(shí)間提供更加深入的研究并找出緩沖-蹬伸轉(zhuǎn)換點(diǎn)的位置。

二、研究方法

實(shí)驗(yàn)受試者為上海體育學(xué)院體育訓(xùn)練專(zhuān)業(yè)7名短跑運(yùn)動(dòng)員（身高180±5cm，體重75±11kg）。所有受試者均為2級(jí)水平運(yùn)動(dòng)員（個(gè)人最好百米成績(jī)：10.94±0.45s），運(yùn)動(dòng)年限大于等于4年。運(yùn)動(dòng)學(xué)的分析是通過(guò)使用上海體育學(xué)院運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)教研室魏文儀教授編制的Sbcas 運(yùn)動(dòng)分析系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的。數(shù)據(jù)是通過(guò)1臺(tái)產(chǎn)自美國(guó)的 MotionProX?高速攝像機(jī)來(lái)進(jìn)行采集，采樣頻率為200Hz。實(shí)驗(yàn)時(shí)在受試者髖膝踝的關(guān)節(jié)中心處貼上反光球。參考系的設(shè)定方法為跑動(dòng)方向?yàn)閄（水平）軸，Y軸為橫軸，Z軸為垂直軸。每位運(yùn)動(dòng)員在測(cè)試前先進(jìn)行適當(dāng)?shù)臒嵘砭毩?xí)，然后進(jìn)行6次次最大速度（8.5m/s）的短跑，短跑采用站姿起跑，采集區(qū)前有25m的加速空間，每次短跑之間都進(jìn)行充分的恢復(fù)。所有受試者均穿著釘鞋。為保證高質(zhì)量的對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，在保證腳著地位置位于采集區(qū)中心的同時(shí)其速度差異應(yīng)保持在5%以內(nèi)，以便于后期數(shù)據(jù)的分析。為排除雙側(cè)下肢（左腿支撐或右腿支撐）對(duì)結(jié)果的影響，我們對(duì)5名受試者的數(shù)據(jù)進(jìn)行了初步分析：對(duì)同一次測(cè)試雙側(cè)下肢的運(yùn)動(dòng)學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行觀察，并用秩和檢驗(yàn)的方法比較其差異。結(jié)果顯示左右兩側(cè)下肢的運(yùn)動(dòng)學(xué)數(shù)據(jù)不存在顯著性差異。

在整個(gè)步態(tài)周期中的關(guān)鍵幀為下列時(shí)刻：1.腳著地，以腳接觸地面的第一幀為準(zhǔn)。2.腳離地，以腳離開(kāi)地面的第一幀為準(zhǔn)。3.膝關(guān)節(jié)角速度為零點(diǎn)，或稱為膝關(guān)節(jié)最大屈曲位。4.重心軌跡垂直方向的最低點(diǎn)（重心垂直方向速度為零）。5.水平方向重心加速度方向變?yōu)檎臅r(shí)刻。重心的計(jì)算是根據(jù)身體各環(huán)節(jié)重心的平均重量來(lái)進(jìn)行的，并用到溫特的人體測(cè)量表。

接觸時(shí)間是通過(guò)計(jì)算腳著地到腳離地的時(shí)間差獲得的。以此類(lèi)推，三個(gè)不同的緩沖期的時(shí)間分別為腳著地到膝關(guān)節(jié)最大屈曲位、腳著地到重心垂直方向軌跡最低點(diǎn)和腳著地到重心水平方向加速度變?yōu)檎龝r(shí)。緩沖期的絕對(duì)時(shí)間會(huì)以占接觸時(shí)間的百分比的形式進(jìn)行表達(dá)。我們使用科隆巴赫系數(shù)信度分析來(lái)比較同一受試者兩次試驗(yàn)是否存在差異。在考慮過(guò)所有可能的參數(shù)差異的情況下，信度分析的結(jié)果呈現(xiàn)出非常高的穩(wěn)定性，分別為接觸時(shí)間（a=0.92），膝關(guān)節(jié)最大屈曲位（a=0.80），重心垂直方向軌跡最低點(diǎn)（a=0.76），重心水平方向加速度變?yōu)檎龝r(shí)（a=0.89）。因此可以用兩次測(cè)試的平均值來(lái)進(jìn)行分析。

統(tǒng)計(jì)學(xué)分析采用非參數(shù)方差分析來(lái)檢驗(yàn)三種方法得出的時(shí)間百分比是否存在差異。顯著性差異水平設(shè)為p

三、實(shí)驗(yàn)結(jié)果

三種方法得出的緩沖期時(shí)間的絕對(duì)值分別為重心垂直方向軌跡最低點(diǎn)的32.8±9.5ms、膝關(guān)節(jié)最大屈曲位的46.9±9.6ms和重心水平方向加速度變?yōu)檎龝r(shí)的59.4±10.5ms。

表1顯示的是接觸時(shí)間和三種不同方法得出的三個(gè)觀察點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)刻占整個(gè)支撐期的百分比。重心垂直方向軌跡最低點(diǎn)的平均值與其他兩個(gè)時(shí)刻相比存在的差異最大（與膝關(guān)節(jié)最大屈曲位相比存在13.33%的差異，p

注：受試者支撐期平均值和腳著地到各關(guān)鍵幀所用時(shí)間占整個(gè)支撐期的百分比

Ⅰ表示與膝關(guān)節(jié)最大屈曲角度存在顯著性差異

Ⅱ表示與重心水平方向加速度零存在顯著性差異

注：選自受試者陳元新的兩次成功測(cè)試的一次。水平軸代表支撐期的百分比。

為了便于理解我們以一個(gè)受試者（陳元新）為例來(lái)進(jìn)行說(shuō)明，圖1是該受試者一次測(cè)試所得到的數(shù)據(jù)，通過(guò)這張圖我們可以清楚的看到重心在垂直方向的位移曲線與X軸的交點(diǎn)位于支撐期的29%，膝關(guān)節(jié)屈曲角度曲線的交點(diǎn)則在47.5%處，而重心水平方向加速度的曲線與X軸的交點(diǎn)則在50.5%處。

四、討論

本次研究的目的是比較三種不同方法評(píng)定跑步步態(tài)中緩沖-蹬伸轉(zhuǎn)換點(diǎn)的差異，分別以膝關(guān)節(jié)最大屈曲位、重心垂直方向軌跡最低點(diǎn)和重心水平方向加速度變?yōu)檎龝r(shí)來(lái)進(jìn)行判定。研究結(jié)果明顯的支持研究假設(shè)即上述三個(gè)事件發(fā)生于三個(gè)不同的時(shí)刻。

在短跑中支撐期的效率是影響短跑技術(shù)正確性和高效性的主要因素。而決定短跑支撐起效率的關(guān)鍵性因素即為緩沖-蹬伸比，而之前的許多研究使用了多種不同的運(yùn)動(dòng)學(xué)方法來(lái)找到這個(gè)轉(zhuǎn)換點(diǎn)。事實(shí)上，一些研究者通過(guò)重心軌跡的最低點(diǎn)來(lái)判定這一時(shí)刻，然而其他一些研究認(rèn)為支撐期的中點(diǎn)或者膝關(guān)節(jié)最大屈曲位即為緩沖-蹬伸轉(zhuǎn)換點(diǎn)。當(dāng)我們把緩沖和蹬伸的持續(xù)時(shí)間用接觸時(shí)間的百分比表示后，便得到一個(gè)百分比，根據(jù)之前的研究這一比例理想值為40%-60%，而本次研究中膝關(guān)節(jié)最大屈曲位的結(jié)果也正好位于這一區(qū)間為45.82%。相對(duì)的重心軌跡最低點(diǎn)（31.34%）與這一比值相比則存在顯著差異，與重心水平方向加速度變?yōu)檎龝r(shí)（57.61%）相比同樣差異明顯。因此，可以證明重心在水平方向的加速度變?yōu)檎臅r(shí)刻與膝關(guān)節(jié)的伸展有著顯著的聯(lián)系（即變?yōu)檎院螅リP(guān)節(jié)開(kāi)始伸展）。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明緩沖-蹬伸轉(zhuǎn)換點(diǎn)的值會(huì)受到評(píng)定方法的影響，因此我們?cè)趯?duì)支撐期的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析時(shí)需要一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)去評(píng)定緩沖和蹬伸，從應(yīng)用的觀點(diǎn)來(lái)看設(shè)立一個(gè)含義明確的緩沖和蹬伸評(píng)定方法是十分重要的，因?yàn)檫@與運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練息息相關(guān)。例如，緩沖期的減少和隨之而來(lái)的支撐效率的改善可能并不只是由于觸地時(shí)足尖與壓心的距離導(dǎo)致的，而也有可能是由于膝關(guān)節(jié)角度增加使肌肉長(zhǎng)度發(fā)生變化引起的。因此對(duì)教練員和運(yùn)動(dòng)員來(lái)說(shuō)，根據(jù)緩沖、蹬伸時(shí)間和百分比來(lái)設(shè)定一個(gè)合理的訓(xùn)練目標(biāo)是十分重要的，因?yàn)榫彌_-蹬伸比是反應(yīng)步態(tài)結(jié)構(gòu)性能的關(guān)鍵點(diǎn)。

本次研究的結(jié)果同樣具有比較大的理論價(jià)值，例如在跑步生物力學(xué)的數(shù)學(xué)模型領(lǐng)域。事實(shí)上，之前使用的模型只是簡(jiǎn)單的將緩沖-蹬伸轉(zhuǎn)換點(diǎn)設(shè)在了支撐期的中點(diǎn)，而這一做法并不能夠得到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的支持。

本次研究的一個(gè)局限性是實(shí)驗(yàn)對(duì)象單純的由中等水平的運(yùn)動(dòng)員組成，因此目前的結(jié)果只能推廣到中等運(yùn)動(dòng)員群體。因此將來(lái)對(duì)緩沖-蹬伸轉(zhuǎn)換點(diǎn)的研究可以在更廣泛的運(yùn)動(dòng)群體中進(jìn)行分析研究，同時(shí)還可以在次最大速度到最大速度等不同的速度下進(jìn)行分析。

總之，目前的研究顯示判定短跑次最大速度下緩沖-蹬伸轉(zhuǎn)換點(diǎn)的三種不同的運(yùn)動(dòng)學(xué)方法時(shí)用到的三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)刻出現(xiàn)在跑步步態(tài)周期的三個(gè)不同時(shí)刻。這一結(jié)果強(qiáng)調(diào)我們?cè)谶M(jìn)行緩沖-蹬伸轉(zhuǎn)換點(diǎn)評(píng)定時(shí)需要一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的運(yùn)動(dòng)學(xué)標(biāo)準(zhǔn)。

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第9篇：膝關(guān)節(jié)生物力學(xué)分析范文

【關(guān)鍵詞】滑膜炎顆粒；膝關(guān)節(jié)；骨性關(guān)節(jié)炎

文章編號(hào)：1004-7484（2013）-02-0831-03

膝骨性關(guān)節(jié)炎是一種慢性關(guān)節(jié)疾病，它的主要改變是關(guān)節(jié)軟骨面的退行性變和繼發(fā)性的骨質(zhì)增生。主要表現(xiàn)是關(guān)節(jié)疼痛和活動(dòng)不靈活。膝骨關(guān)節(jié)炎的患病率隨著年齡增長(zhǎng)而增加，女性比男性多見(jiàn)［1］。世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計(jì)，50歲以上人群中，膝骨關(guān)節(jié)炎的發(fā)病率為50%，55歲以上的人群中，發(fā)病率為80%［2］。我國(guó)膝骨關(guān)節(jié)炎的發(fā)病情況約占總?cè)丝诘?0%，為1億人左右［3］。膝骨性關(guān)節(jié)炎關(guān)節(jié)鏡下清理術(shù)為本病治療的主要手術(shù)方法［4］。本研究對(duì)膝骨性關(guān)節(jié)炎關(guān)節(jié)鏡下清理術(shù)后應(yīng)用滑膜炎顆粒的患者進(jìn)行了隨訪，旨在客觀評(píng)價(jià)其療效和安全性，以期為臨床提供更多的治療選擇。

1 資料與方法

1.1 一般資料 2010年5月至2011年6月共收治210例膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎患者共255個(gè)膝關(guān)節(jié)，單側(cè)160例，雙側(cè)50例，均行膝骨性關(guān)節(jié)炎關(guān)節(jié)鏡下清理手術(shù)。術(shù)后將所有患者隨機(jī)分為兩組，實(shí)驗(yàn)組105例患者應(yīng)用滑膜炎顆粒治療，其中，男65例，女40例；年齡38-54歲，平均45歲；病程7個(gè)月-6年。對(duì)照組105例患者應(yīng)用酮基布洛芬治療，其中，男70例，女35例；年齡40-52歲，平均46歲；病程6個(gè)月-7年。兩組患者的性別組成、年齡、病程經(jīng)統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，兩組差異無(wú)顯著性，P0.05，見(jiàn)表1。

1.2 診斷標(biāo)準(zhǔn) 參考《骨關(guān)節(jié)炎診治指南》［5］制定的膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎診斷標(biāo)準(zhǔn)擬定病例納入標(biāo)準(zhǔn)：①年齡大于或等于38歲；②因骨關(guān)節(jié)炎引起的局部關(guān)節(jié)、肌肉的疼痛，關(guān)節(jié)功能障礙患者。③典型X線及MRI表現(xiàn)：膝關(guān)節(jié)X線片的主要表現(xiàn)為關(guān)節(jié)腫脹，關(guān)節(jié)內(nèi)鈣化，骨質(zhì)增生，關(guān)節(jié)骨質(zhì)破壞。冠狀面MRI表現(xiàn)為T(mén)2加權(quán)像可見(jiàn)增生的滑膜，剝離的關(guān)節(jié)軟骨、關(guān)節(jié)面、骨贅、關(guān)節(jié)游離體，破損的半月板等結(jié)構(gòu)（見(jiàn)圖1）。

1.3 排除標(biāo)準(zhǔn) 本臨床研究排除了關(guān)節(jié)嚴(yán)重畸形的膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎患者；合并其他風(fēng)濕病如系統(tǒng)性紅斑狼瘡、干燥綜合癥或合并有心血管、肝、腎和造血系統(tǒng)等嚴(yán)重原發(fā)疾病者；哺乳或妊娠婦女；過(guò)敏體質(zhì)者或?qū)Χ喾N藥物過(guò)敏者。

1.4 手術(shù)方法及術(shù)后康復(fù) 手術(shù)方法：連續(xù)硬膜外麻醉，采用仰臥位，下肢垂于手術(shù)床緣（支架固定），消毒鋪巾。按標(biāo)準(zhǔn)關(guān)節(jié)鏡探查切口置通道管。適當(dāng)沖洗關(guān)節(jié)腔后即開(kāi)始全面探查關(guān)節(jié)腔，我們習(xí)慣于按進(jìn)鏡后按髕上囊內(nèi)側(cè)溝內(nèi)側(cè)間隙髁間窩髕股關(guān)節(jié)外側(cè)溝外側(cè)間隙順序順序進(jìn)行，最后對(duì)后側(cè)間室和內(nèi)外側(cè)半月板進(jìn)行清理，刨削增生的滑膜，摘除剝離的關(guān)節(jié)軟骨、修平關(guān)節(jié)面、切除骨贅、摘除關(guān)節(jié)游離體，修切破損的半月板等（見(jiàn)圖2）。

術(shù)后常規(guī)處理：①用彈力繃帶對(duì)患肢適度加壓，抬高患肢，并給予患膝冰敷48h，以達(dá)到止血和減輕疼痛的目的；②在醫(yī)生指導(dǎo)下，按計(jì)劃功能鍛煉，鼓勵(lì)早期功能鍛煉，術(shù)后囑患者多活動(dòng)足趾，并練習(xí)股四頭肌靜力性收縮，逐漸加強(qiáng)力量與頻次，24h即可逐漸屈伸膝關(guān)節(jié)，利于患肢消腫，避免下肢血栓形成；③術(shù)前功能障礙的患者術(shù)后輔助CPM機(jī)鍛煉。

術(shù)后實(shí)驗(yàn)組應(yīng)用滑膜炎顆粒由神威藥業(yè)張家口藥廠生產(chǎn)，按滑膜炎顆粒說(shuō)明書(shū)，口服滑膜炎沖劑3次/d，每次1袋，7d為一療程，共4個(gè)療程。術(shù)后對(duì)照組應(yīng)用市售酮基布洛芬，3次/d，每次50mg，7d為一療程，共4個(gè)療程。實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組均以7d為1療程，治療28天后進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。兩組患者在治療期間均停用其他與本病有關(guān)的藥物及相關(guān)療法。

1.5 觀察指標(biāo)及療效評(píng)定標(biāo)準(zhǔn) 記錄患者個(gè)人基本信息；疾病發(fā)生情況，體格檢查、影像學(xué)檢查及實(shí)驗(yàn)室檢查結(jié)果；患者的治療效果，以及不良反應(yīng)。

1.5.1 視覺(jué)模擬量表（VAS）評(píng)分 利用10分制視覺(jué)模擬量表（VAS）進(jìn)行疼痛評(píng)分。給患者一個(gè)標(biāo)有0-10刻度的直尺，“0”端標(biāo)明無(wú)疼痛感覺(jué)，“10”端標(biāo)明疼痛感覺(jué)非常劇烈，由患者根據(jù)疼痛程度，在尺上劃定某一位置，依次進(jìn)行計(jì)分。

1.5.2 參考《中藥新藥治療骨性關(guān)節(jié)炎的臨床研究指導(dǎo)原則》［6］，應(yīng)用有關(guān)膝骨性關(guān)節(jié)炎的臨床半定量化判定評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)和膝關(guān)節(jié)炎病情程度指數(shù)（Lequesene index）進(jìn)行評(píng)分，觀察項(xiàng)目包括：夜間痛、活動(dòng)痛、晨僵或起床后痛、行走距離、日?；顒?dòng)，總積分為35分。臨床痊愈癥狀積分減少≥95%；顯效：癥狀積分減少≥70%；有效：癥狀積分減少≥30%；無(wú)效：癥狀積分減少

1.5.3 國(guó)際膝關(guān)節(jié)評(píng)分委員會(huì)（IKDC）膝關(guān)節(jié)功能主觀評(píng)分表以及Lysholm膝關(guān)節(jié)功能綜合評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)對(duì)患肢功能進(jìn)行評(píng)估［5］。

1.5.4 主要觀察指標(biāo) ①在用藥前和用藥后按上述觀察表內(nèi)容逐項(xiàng)登記評(píng)定方法中的各評(píng)分②治療過(guò)程中所出現(xiàn)的不良反應(yīng)。

1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 所有數(shù)據(jù)應(yīng)用SPSS17.0軟件（version 17.0，SPSS Inc.，Chicago，IL）進(jìn)行分析。采用方差分析、配對(duì)t檢驗(yàn)對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，P

2 結(jié) 果

2.1 兩組患者的性別組成、年齡、病程、術(shù)后疼痛程度計(jì)分、癥狀總積分和主要癥狀積分經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析，兩組差異無(wú)顯著性，P>0.05。

2.2 所有210例患者均獲得隨訪，將兩組患者疼痛計(jì)分（VAS）進(jìn)行比較，結(jié)果見(jiàn)表3。由表3可知，經(jīng)t檢驗(yàn)，兩組VAS評(píng)分術(shù)后與隨訪時(shí)改善情況比較，實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組術(shù)后與隨訪時(shí)組內(nèi)比較，均有顯著性差異，P

2.3 將兩組患者癥狀總積分的療效評(píng)價(jià)情況進(jìn)行比較，結(jié)果見(jiàn)表4。有效率=（痊愈+顯效+有效）/總例數(shù)×100%，愈顯率=（痊愈+顯效）/總例數(shù)×100%。愈顯率經(jīng)卡方檢驗(yàn)，兩組有顯著性差異（P0.05）結(jié)果見(jiàn)表5。表5顯示兩組在治療膝關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎方面都有良好的療效，實(shí)驗(yàn)組有效率高于對(duì)照組，但無(wú)顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；而實(shí)驗(yàn)組的痊愈顯率明顯高于對(duì)照組，經(jīng)統(tǒng)計(jì)學(xué)分析有顯著性差異。

2.4 實(shí)驗(yàn)組臨床癥狀積分改善率高于對(duì)照組，術(shù)后疼痛程度計(jì)分（VAS）實(shí)驗(yàn)組為（3.5±2.0）分；對(duì)照組為（3.4±1.8）分、國(guó)際膝關(guān)節(jié)評(píng)分委員會(huì)（IKDC）膝關(guān)節(jié)功能主觀評(píng)分實(shí)驗(yàn)組為（81.3±3.2）分，對(duì)照組為（81.1±4.3）分；Lysholm膝關(guān)節(jié)功能評(píng)分實(shí)驗(yàn)組為（80.1±2.9）分，對(duì)照組為（81.5±4.5）分。最后隨訪時(shí)，VAS評(píng)分實(shí)驗(yàn)組為（1.1±0.8）分，對(duì)照組為（2.3±1.2）分；膝關(guān)節(jié)功能主觀評(píng)分實(shí)驗(yàn)組為（89.9±7.3）分，對(duì)照組為（82.0±4.1）分，Lysholm膝關(guān)節(jié)功能評(píng)分為實(shí)驗(yàn)組為（91.3±7.3）分，對(duì)照組為（81.9±5.4）分。3 討 論

膝關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎的主要病理改變?yōu)檐浌峭诵行宰冃院拖?，以及關(guān)節(jié)邊緣韌帶附著處和軟骨下骨質(zhì)反應(yīng)性增生形成骨贅，并由此引起關(guān)節(jié)疼痛、僵直畸形和功能障礙。其發(fā)病原因至今為止尚不清楚。它的發(fā)生發(fā)展是一種長(zhǎng)期、慢性、逐步漸進(jìn)的病理過(guò)程，涉及全身及局部許多因素，可能是綜合因素所導(dǎo)致。諸多因素中有軟骨營(yíng)養(yǎng)、代謝異常，生物力學(xué)方面的應(yīng)力平衡失調(diào)，生物化學(xué)的改變，酶對(duì)軟骨基質(zhì)的異常降解作用的累積性微小創(chuàng)傷等。骨性關(guān)節(jié)炎的主要臨床癥狀是關(guān)節(jié)疼痛，該疾病隨著病情發(fā)展有逐漸加重的趨勢(shì)，開(kāi)始疼痛與負(fù)重有關(guān)，休息后好轉(zhuǎn)，但逐漸發(fā)展為休息痛，活動(dòng)范圍減小，如果不及時(shí)進(jìn)行外科干預(yù)，最終將導(dǎo)致膝關(guān)節(jié)功能喪失。因此，盡快消除關(guān)節(jié)疼痛、改善活動(dòng)范圍是治療的主要目的之一［6］。

膝關(guān)節(jié)OA傳統(tǒng)治療方法為非甾體類(lèi)消炎止痛藥、關(guān)節(jié)內(nèi)注射、理療等，效果不確切。關(guān)節(jié)鏡下清理術(shù)的作用在于：①清除了腫脹和退變松動(dòng)的關(guān)節(jié)軟骨、撕裂的半月板、增生的滑膜組織和骨贅等；②對(duì)關(guān)節(jié)腔進(jìn)行大量生理鹽水關(guān)注，清除了膝關(guān)節(jié)內(nèi)引起疼痛的關(guān)節(jié)軟骨碎屑、蛋白溶解性金屬蛋白酶（如膠原酶等）、炎性致痛因子和鈣磷結(jié)晶；③調(diào)整了關(guān)節(jié)液的滲透壓、酸堿度和補(bǔ)充了電解質(zhì)，改善了關(guān)節(jié)內(nèi)環(huán)境，使滑膜炎迅速減退，正常的滑液得到恢復(fù)［7］。該手術(shù)具有創(chuàng)傷小、恢復(fù)快、并發(fā)癥少、可重復(fù)應(yīng)用等優(yōu)點(diǎn)。膝關(guān)節(jié)OA關(guān)節(jié)鏡術(shù)后，康復(fù)治療是重要的組成部分。膝關(guān)節(jié)OA單行鏡下清理術(shù)，不進(jìn)行關(guān)節(jié)本身力學(xué)平衡和穩(wěn)定性的訓(xùn)練，其終結(jié)療效是不理想的［8］。制定系統(tǒng)的康復(fù)計(jì)劃進(jìn)行關(guān)節(jié)鏡術(shù)后康復(fù)治療，早期訓(xùn)練使術(shù)后早期就獲得良好的關(guān)節(jié)活動(dòng)度，出院后繼續(xù)堅(jiān)持家庭康復(fù)訓(xùn)練，是保證良好療效的關(guān)鍵。本組患者效果良好，與術(shù)后系統(tǒng)康復(fù)訓(xùn)練密切相關(guān)；并且我們注意到盡可能讓患者晚些時(shí)間才完全負(fù)重，以免讓患者關(guān)節(jié)再度損傷而引起滑膜炎。

膝骨性關(guān)節(jié)炎關(guān)節(jié)鏡清理手術(shù)后康復(fù)治療關(guān)鍵亦在于強(qiáng)筋骨、活血通絡(luò)、消腫止痛［9］。夏枯草、女貞子、功勞草、黃芪、防已、薏苡仁、土茯苓、絲瓜絡(luò)、澤蘭、丹參、當(dāng)歸、川牛膝等中藥材諸藥合用，共同發(fā)揮活血通絡(luò)、祛瘀止痛、消炎發(fā)散、清熱利濕、補(bǔ)益肝腎作用［7］。共奏清熱利濕、活血通絡(luò)之功效，從而達(dá)到消腫止痛，消除關(guān)節(jié)腔積液，促進(jìn)關(guān)節(jié)康復(fù)的目的。本研究客觀評(píng)價(jià)了膝骨性關(guān)節(jié)炎關(guān)節(jié)鏡清理手術(shù)后應(yīng)用滑膜炎顆粒輔助治療的臨床療效以及安全性。本研究結(jié)果顯示，兩組在隨訪時(shí)，關(guān)節(jié)疼痛均明顯緩解。而實(shí)驗(yàn)組膝關(guān)節(jié)疼痛緩解及活動(dòng)程度改善同對(duì)照組比較，差異有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P

綜上所述，經(jīng)過(guò)我們的臨床觀察，膝骨性關(guān)節(jié)炎關(guān)節(jié)鏡清理手術(shù)后應(yīng)用滑膜炎顆粒輔助治療具有以下優(yōu)點(diǎn)：①可有效緩解關(guān)節(jié)鏡清理術(shù)后關(guān)節(jié)腫脹疼痛的臨床癥狀。②使用安全、方便、不良反應(yīng)小。③避免了因口服非甾體類(lèi)藥物引起的胃腸道反應(yīng)及激素類(lèi)藥物對(duì)軟骨代謝的影響。

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