骨骼肌肉康复学治疗方法pdf/doc/txt格式电子书下载

书名：骨骼肌肉康复学治疗方法pdf/doc/txt格式电子书下载

推荐语：

作者：舒彬著

出版社：人民卫生出版社

出版时间：2015-12-01

书籍编号：30533919

ISBN：9787117215718

正文语种：中文

字数：610050

版次：

所属分类：教材教辅-大学

版权信息

书名：骨骼肌肉康复学治疗方法

作者：舒彬，孙强三

ISBN：9787117215718

出版社：人民卫生出版社

出版时间：2015-12-01

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前言

近年来，我国康复医学发展迅猛，骨骼肌肉康复学已经成为康复医学的一个重要分支，本教材《骨骼肌肉康复学治疗方法》作为骨骼肌肉康复学的核心组成部分，主要讲述有关药物治疗、注射治疗、物理因子治疗、运动治疗、作业治疗、辅具治疗、中医药治疗、心理治疗等在骨骼肌肉系统伤病中的应用。

本教材遵循“实用、新颖、生动”的要求进行编写，并力争在“康复治疗原则”、“中医与西医康复治疗并重”等方面形成特色。本教材可作为骨骼肌肉康复专业相关医师、治疗师、护士的培训教材，也可供康复医学科、骨科、创伤科、理疗科、中医科、针灸科等医务人员继续教育使用。

本教材主要由临床一线工作的中青年专家撰写，其中，第一章舒彬、孙强三，第二章陈伟、卢桂兰、翟宏伟、丁桃、舒彬、王晓红，第三章杨志金，第四章姜贵云，第五章李铁山，第六章涂小华，第七章宋振华，第八章孙强三，第九章舒彬，第十章聂发传、吴志彬，第十一章杨欣建、孙强三，第十二章肖登、丁桃，第十三章刘旭东。这些专家在从事繁忙临床工作的同时反复修改，数易其稿。秘书陈艳华、曾凡硕在编写会、定稿会召开及专家联络方面，研究生白川川、张凌云在书稿校对方面也做了大量工作。感谢他们的辛勤付出。

本教材的编写得到了重庆医科大学附属大学城医院、山东大学第二医院领导的支持，也得到重庆医科大学附属康复医院张雪梅、黄开秀、杨剑平、黄磬莹、伍秋含、李永建、陈龙，以及山东大学黄来刚、李强等的帮助，在此一并致谢。

由于水平及能力有限，本教材难免存在不足，敬请各位读者批评指正。

舒彬　孙强三

2015年5月

第一章　绪论

第一节　概述

骨骼肌肉康复学（musculoskeletal rehabilitation）是研究骨骼肌肉系统功能障碍的原因、评定与治疗方法以及伤残预防等问题的学科，已成为康复医学的一个重要分支。骨骼肌肉康复学的治疗方法主要包括药物治疗、注射治疗、物理因子治疗、运动治疗、作业治疗、辅具治疗、中医药治疗以及心理治疗等，这些治疗方法构成骨骼肌肉康复学的核心。

一、治疗形式

由跨学科、多专业人员组成的康复治疗组（rehabilitation team）是骨骼肌肉康复的标准治疗形式。常见康复治疗组有骨折康复治疗组、关节置换康复治疗组、关节炎康复治疗组、截肢康复治疗组、手外伤康复治疗组、疼痛康复治疗组等。

（一）人员构成与职责

康复治疗组的核心人员包括康复医师、临床医师、物理治疗师、作业治疗师、假肢矫形器师、针灸推拿师、心理治疗师、康复护士等。这些成员的职责分别如下：

1. 康复医师

专门从事骨骼肌肉康复专业的康复医师（physiatrist，rehabilitation physician），其主要职责是骨骼肌肉系统伤病的诊断与评估，制订康复方案，召集康复治疗组会议，并协调康复治疗组成员之间的关系。康复医师在康复治疗组中起主导作用，不仅要精通本专业，而且要了解并熟悉骨科、疼痛科等相关专业的知识。

2. 临床医师

临床医师（clinician）包括内科医师与外科医师，其主要职责是患者的抢救、疾病的诊断与临床治疗。截肢康复、骨折康复、手外伤康复治疗组的临床医师通常是骨科医师；关节炎康复治疗组的临床医师是风湿免疫科医师，也可以是骨科或者中医科医师；关节置换康复治疗组的临床医师是关节外科或者骨科医师；疼痛康复治疗组的临床医师是疼痛科医师，也可以是骨科或者麻醉科医师。临床医师的工作处在一个最有利、有效的康复阶段，应主动与康复医师合作，参与康复方案的制订，共同对患者的功能负责。

3. 物理治疗师

物理治疗师（physical therapist）简称PT师，是指从事物理疗法（physical therapy，PT）的专业人员。物理疗法包括运动治疗和物理因子治疗。物理治疗师的主要职责是患者躯体功能的评估和训练，特别是对骨骼肌肉功能、神经功能和心肺功能的评估与训练。

4. 作业治疗师

作业治疗师（occupational therapist）简称OT师，是指从事作业疗法（occupational therapy，OT）的专业人员。其主要职责是指导患者进行有目的的作业活动，恢复或改善患者的生活自理、学习和职业工作能力，教会残障者使用各种辅助器具，或通过调整家居和工作环境，以弥补其功能不足。

5. 假肢矫形器师

假肢矫形器师是假肢师与矫形器师的统称。假肢师（prosthetist）的主要职责是假肢的设计、装配及应用，以代偿截肢者丧失的功能，使截肢者恢复一定的生活自理和工作能力；矫形器师（orthetist）的主要职责是矫形器的设计、制作及应用，以控制、代偿或矫正骨骼肌肉系统的活动。假肢矫形器师应熟练掌握人体解剖学、生物力学等基础知识；了解假肢矫形器制作材料的理化性能；掌握假肢矫形器的制作方法等。

6. 针灸推拿师

针灸推拿师是针灸师与推拿师的统称。针灸推拿师是指掌握针灸推拿技术，并运用其为患者治疗疾病的专业人员。针灸推拿师既可以是康复治疗师，也可由医师担任。针灸推拿师应掌握扎实的中医理论基础，熟练掌握针灸、推拿、按摩、拔罐等技术。

7. 心理治疗师

心理治疗师（psychotherapist）是指掌握心理学理论与方法，并将其用于心理异常者诊断、治疗的专业人员。心理治疗师通过观察、谈话、实验和心理测验，对患者心理问题进行诊断，之后采用精神支持疗法、暗示疗法、行为疗法、松弛疗法、音乐疗法等对患者进行训练、治疗与教育，从而减轻或消除患者症状，改善其心理和精神状态。

8. 康复护士

康复护士（rehabilitation nurse）是康复治疗组的重要成员之一，其主要职责是对患者实施符合康复要求的专业护理和必要的功能训练，预防并发症，防止继发性残疾，减轻残疾的影响，提高患者生活自理能力。康复护理内容包括：①减轻制动或者长期卧床的不良反应，如鼓励患者早期活动防止失用综合征，定时翻身防止压疮等；②指导患者独立完成各种日常生活活动，如穿衣、吃饭、洗漱等；③指导患者训练肢体运动功能，如坐、站、走等；④协助做好患者的心理康复工作；⑤健康教育，如预防跌倒等。

（二）特点

1. 康复治疗组成员来自不同学科、不同专业。

2. 成员相对固定，职责及分工明确，协同作战。

3. 成员之间彼此熟悉各自专长，使患者能同时接受多种治疗。

4. 成员之间相互学习，以增加各专业的治疗配合。

5. 全体成员共同制订、修改康复计划，通常每1～2周讨论一次。

二、治疗原则

（一）康复治疗与临床治疗并重的原则

1. 康复治疗不同于临床治疗

康复治疗不仅是对损伤或疾病的治疗，更重要的是要尽量减少或防止病残的发生，从治疗一开始，就着重于患者的功能恢复，将永久性伤残率或顽固性病残率降低到最小。临床治疗主要集中于改变患者的病理发展，因为一旦病理得到纠正，功能将会自行恢复；相反，若病理变化不能扭转，就会不可避免地出现不同程度的功能丧失。因此，临床治疗的努力方向是逆转原发的疾病过程，而康复治疗则集中于功能恢复，如防止挛缩、增强肌力、激发控制、训练患者发挥机体残留功能，或使用辅助器具，指导患者及家属适应改变的生活等。

2. 康复治疗不是临床治疗的延续，也不是临床治疗的重复

在临床治疗的抢救期，康复治疗就应该介入，尽管此期的康复治疗较少，但极为重要；抢救期之后，患者生命体征转为平稳，康复治疗就应该大大增加，如使用各种物理因子治疗、功能训练、中医药治疗，以及心理康复等。康复治疗必须早期介入，并与临床治疗密切结合。

（二）功能训练与药物治疗并重的原则

1. 功能训练是骨骼肌肉康复的核心治疗

以各种运动治疗和作业治疗为主的功能训练是骨骼肌肉康复治疗的核心，在临床实践中，功能训练应遵循以下三大原则。

（1）主动运动与被动运动相结合的原则：

功能训练以主动运动为主，被动运动为辅。主动运动有利于肌力恢复，也有利于通过肌泵作用，促进血液循环，加速肿胀消退；被动运动有助于增强肌力，维持和扩大关节活动度。因此，主动运动与被动运动的有机结合，可提高康复疗效。

（2）循序渐进的原则：

为保证安全、防止损伤，功能训练时应遵循的基本原则是关节活动范围由小至大，训练次数由少至多，训练时间由短至长，训练强度由弱至强，直至功能完全恢复。

（3）个体化原则：

要根据患者的伤情、部位，采取不同的训练方法。手术类型、制动方式不同，采取的训练方法也不同。以髋关节置换为例，全髋置换与半髋置换之间，生物髋置换与金属髋置换之间，骨水泥固定与非骨水泥固定之间，患者开始负重的时间及其方法都有很大的差异。因此，功能训练应因人而异，不能千篇一律。

2. 骨骼肌肉系统伤病的康复治疗并不排除药物的使用

药物治疗并非内科、外科治疗的专利，在骨骼肌肉康复中也广泛使用各种药物，包括西药与中药。例如，类风湿关节炎急性期，通常使用非甾体类抗炎药缓解症状；骨质疏松症患者常需补充钙剂、使用抗骨质疏松药物治疗；截肢者、慢性疼痛者常伴有心理与精神障碍，常使用抗抑郁药治疗；感染是关节置换、手外伤后的常见合并症，通常情况下也需要使用药物；颈肩腰腿痛、软组织损伤的药物治疗，除了口服、静脉给药之外，神经阻滞、鞘内注射也是常用的给药方式。

（三）中医与西医康复治疗并重的原则

长期以来，人们固有的理念是：传统的就是过时、落后的，现代的就是新型、先进的。实际上，凡是在当代仍普遍使用且疗效确切的方法都应该视为是现代的。先进与落后不能用历史年代来划分，而是用科学性和有效性来判断。为此，把中医为代表的东方医学归为传统医学，戴上替代医学（alternative medicine）或者补充医学（complementary medicine）的帽子；把西医视为现代医学，并戴上先进的桂冠，这是缺乏逻辑的思维。中医的天人合一、阴阳平衡、辨证施治、固本培元等思想都与当今世界潮流相吻合。东方医学不是西方医学的附属品，而是基础思想和方法的源泉之一。

中医药治疗在我国已有数千年历史，目前仍在广泛使用，且疗效确切。因此，中医药治疗既是传统的，更是现代的。中医药治疗应与PT、OT为代表的西方康复治疗处于同等地位，并重使用，共同促进现代康复治疗体系的建立与发展。

（四）躯体康复与心理康复并重的原则

人和动物不同，除了维持生命的生理活动以外，还有一系列的心理活动。骨骼肌肉系统伤病造成患者的生理活动障碍，必然会相应地影响其心理活动，甚至影响其社会功能。康复治疗多数是一个长期的过程，对患者的经济、社会地位、自我表现和自我满足都有持续的影响。外伤、重大疾病、预后不良、经济困难、地位下滑等因素都会造成患者的心理障碍，患者心理障碍反过来又会影响其躯体功能恢复。因此，在骨骼肌肉康复过程中，既要关注患者的躯体功能，又要重视患者的心理康复，二者兼顾，不可偏颇。

三、治疗作用

（一）促进肿胀消退

损伤后局部肿胀是由于组织出血、体液渗出，加以疼痛反射造成的肌肉痉挛，唧筒作用消失，局部静脉和淋巴管淤滞和回流障碍所形成的。患者主动运动可恢复肌肉的唧筒作用，改善血液循环，促进局部水肿及渗出液的吸收；各种热疗可加快血液循环，促进肿胀消退，缓解症状。

（二）延缓肌肉萎缩，防止失用综合征

全身或局部制动均可造成肌肉失用性萎缩，关节固定2周以上可造成肌肉萎缩。石膏固定后肌肉萎缩比卧床休息要明显得多。正常人卧床时使用背肌和下肢肌肉翻身就可以减少肌肉萎缩，而瘫痪和老年患者则会出现更多的肌肉萎缩。健康人卧床休息7天，大腿肌肉容积即可降低3%，1个月肌纤维横断面积减少10%～20%，2个月可减少至50%。肌肉处于缩短状态会增加肌肉的萎缩程度，牵伸肌肉或将肌肉置于延长位有利于减少萎缩；等长收缩或者等张收缩可维持肌力；早期站立有利于减少肌力下降，防止失用综合征；神经肌肉电刺激疗法可以减轻制动导致的肌力下降。

（三）防止关节粘连与僵硬

肌肉、关节不活动是造成关节粘连乃至僵硬的首要原因。长期不恰当的固定可以造成关节僵硬，而未经固定但长期不活动的关节也会如此。由于肌肉、关节不活动，静脉和淋巴淤滞，组织水肿，渗出的浆液纤维蛋白在关节囊皱襞和滑膜反折处以及肌肉间形成粘连。因此，如果不进行肌肉锻炼，即使未做固定的部位，也同样会出现僵硬。如果从治疗之初即十分重视功能锻炼，既包括未固定关节的充分自主活动，也包括固定范围内肌肉的等长收缩，关节的粘连和僵硬是可以避免的。

活动关节可牵伸关节囊及韧带，防止其缩短，并能促进关节内滑液的分泌与循环，从而预防关节内粘连。

（四）促进组织修复

康复治疗，特别是早期康复治疗，不仅可预防或者减少感染、压疮、静脉血栓形成等并发症，而且可促进组织修复。如功能训练可以促进局部血液循环，使新生血管得以较快生长，同时通过肌肉收缩作用，借助外固定以保护骨折断端的良好接触，使骨折端纵向挤压、稳定骨折端对位对线、保护新生的骨痂。在骨折塑形期，可以使骨痂的组成和排列完全符合生理功能的需要。

（五）改善躯体功能

康复治疗通过提高患者的肌肉力量与肌肉耐力，维持与扩大关节活动范围，改善平衡与协调功能，增强机体代谢，改善心肺功能，以及提高患者的日常生活活动（activity of daily living，ADL）能力，达到改善患者的躯体功能、提高生活质量的目的。

对遗留永久性残疾的患者，可采用工程学原理与方法来代偿或者补偿患者功能，如截肢者佩戴假肢，环境改造让残障者适应家庭与社会生活。

（六）改善心理状态

康复医学历来重视患者的心理康复。不仅心理咨询、心理治疗可改善患者的心理状态，而且康复医学的许多治疗如作业疗法、文娱疗法等都带有心理支持的成分。通过患者的宣泄、放松、满足，以及专业的精神分析、认知行为治疗和必要的药物使用等方式，达到改善患者情绪、矫治心理异常的目的。

第二节　骨骼肌肉康复治疗的理论基础

一、生物力学基础

生物力学是研究能量和力对生物系统影响的一门科学，是力学、生物学、医学等学科相互渗透的学科。骨骼肌肉系统虽然较为复杂，但仍遵循力学的基本规律。

（一）骨骼的生物力学

骨具有变形性，骨的变形以弯曲和扭转最为常见。弯曲是沿特定方向上连续变化的线应变的分布，扭转是沿特定方向上的角应变的连续变化。骨骼的层状结构充分发挥了其力学性能。从受力情况来分析，一长骨若中部受到垂直于长轴的力作用，该长骨的两端由关节固定，中间部的力使其长度伸长并弯曲，与两端关节固定点形成相反的平行力（图1-1A）。骨载面上的应力分布情况是：沿Y方向的应力以中心部对称，向骨的表层对称分布，即中心部应力为0，越靠近骨皮质部应力越大（图1-1B）。若受到扭转力的作用，情况亦是如此。骨的一部分类似于一个圆柱体（图1-2A），圆柱的断面受一对大小相等、方向相反的力矩作用而发生角应变，轴心的应变及剪应力为零，圆柱体表面的力最大，即骨皮质部的受力最大（图1-2B），而骨皮质是最坚硬的部位，抗压、抗扭转能力最强。骨的力学性质受人的年龄、性别等因素的影响。

骨折愈合需要骨痂形成，而骨痂形成需要应力作用。骨在应力作用下羟磷灰石结晶的溶解增加，使发生应变的骨组织间液的钙离子浓度增大，以利于无机晶体的沉积。骨重建是骨对应力的适应，骨在需要应力的部位生长，在不需要的部位吸收。制动或活动减少时，骨缺乏应力刺激而出现骨膜下骨质的吸收，骨的强度降低。骨折后的钢板内固定，载荷通过钢板传递，骨骼受到的应力刺激减少，骨骼的直径缩小，抗扭转能力下降。相反，反复承受高应力的作用，可引起骨膜下的骨质增生。

图1-1　长骨受力时的变形和应变

图1-2　骨骼受力的扭转和应变

（二）骨骼肌的生物力学

1. 骨骼肌的收缩形式

在运动神经支配下，骨骼肌产生收缩，或肌张力增加，在骨关节和韧带的配合下完成躯体的各种运动。

（1）等长收缩：

等长收缩时肌肉承受的负荷等于或大于肌肉收缩力。等长收缩由于无肌肉缩短可产生很大的张力，但由于肌肉作用的物体未发生位移，所以未对物体做功。它的作用主要是维持人体的位置和姿势。

（2）等张收缩：

等张收缩有关节的运动，此时肌肉承受的负荷小于肌肉收缩力，肌肉的收缩力除克服施加给它的负荷外还能使物体发生位移，所以它对物体做了功。人体四肢特别是上肢的运动主要是等张收缩。一般情况下，人体骨骼肌的收缩大多是混合式收缩，也就是既有张力的增加又有长度的缩短，而且总是张力增加在前。当肌张力增加到超过负荷时，肌肉收缩才出现长度的缩短，一旦出现长度的缩短，肌张力就不再增加。

2. 骨骼肌的收缩特性

大多数情况是在控制长度和张力状态的条件下研究肌肉的收缩特性。在等长收缩试验中，保持肌肉的长度恒定，测定它的收缩力；相反，在等张收缩试验中则使肌肉收缩对抗一个恒定的负荷，来测量肌肉收缩时随时间变化的长度。近来应用等速即保持肌肉以恒定的速度收缩或延伸来研究肌肉的功能活动。

（1）负荷与收缩：

肌肉收缩产生力量，如果阻力负荷低于肌肉所产生的力时肌肉发生的收缩称为向心性收缩；如果阻力负荷大于肌肉收缩所产生的力，肌肉被拉长，称为离心性收缩。收缩通常是指肌肉在激活状态下的活动，而不论肌肉的长度是否发生变化。

（2）电生理特性：

神经活动的状态可通过在一定频率下单一刺激、重复刺激或其他刺激的模式来控制。单一刺激时，肌肉的张力很快上升，之后在不同的时间内降至基线，通常小于200ms，称为肌肉的单收缩，是对单一神经刺激做出的收缩反应。随着刺激频率的增加，肌肉张力表现出综合效果，即高频率的刺激可使张力达到最大并保持在此水平，称为强直收缩。强直收缩所产生的张力要比单收缩产生的张力高数倍。这是中枢神经系统通过改变刺激频率来改变肌肉收缩力的有效机制。机体通过有秩序地募集运动单位并调节刺激频率使得肌肉获得最佳的收缩，产生肢体运动。

3. 运动对骨骼肌的影响

肌肉组织具有很强的适应能力，肌肉的适应性因训练方式的不同而有很大的差别。

（1）力量训练：

大力量和少重复次数的训练可增加肌肉力量，这是肌肉横截面积增加的结果。神经系统的参与也是产生力量训练效果的重要因素。肌肉力量的增加与运动单位的募集有密切的关系。力量训练可改变中枢神经系统对运动单位的作用，使更多的运动单位同步收缩而产生更大的收缩力量。

抗阻训练的阻力选择，通常是在阻力负荷上能完成1～15次动作。抗阻训练的原则是重复练习至不可再继续。大负荷和少重复次数的练习主要增加肌肉的力量和体积，而对耐力无明显影响。所有类型的肌纤维均对力量训练产生适应性。这种适应性增加了肌纤维对抗外界阻力的能力，其原因是肌肉中收缩蛋白的含量增加。

（2）耐力训练：

力量训练是训练肌肉完成以前不能承受的负荷，结果是肌肉变得更强壮，体积增大。肌肉产生的适应性变化主要是来自能量供应方面而不是肌肉的体积变化。因此，随着有氧训练而产生的耐力改善是源于中枢和外周循环以及肌肉的代谢变化。同时肌肉收缩对能量的利用也产生了节省化的适应性反应。耐力训练对肌纤维内线粒体的影响比较明显，随着训练的增加，线粒体的数量和密度也增加。对耐力训练而言，阻力负荷的选择应在20次动作以上为宜。

（3）无氧训练：

持续数秒至2分钟的高强度训练主要依赖于无氧代谢途径供能。其能量主要来源于储存的磷酸肌酸分解为ATP及葡萄糖的酵解。无氧训练所产生的人体适应性变化主要表现为磷酸肌酸的储存量增加。另外，参与糖酵解的某些酶活性也增加，但这种酶活性的变化比有氧训练的变化小得多。

4. 制动对骨骼肌的影响

（1）收缩力：

肌肉制动一段时间后，其大小、结构、生理特性和代谢均发生许多改变。虽然中枢神经系统发放的冲动能到达制动肌肉，但肌肉不能产生正常收缩。同样，失用肌肉由于缺乏中枢神经系统兴奋冲动，肌肉也不能产生正常的收缩，表现为活动受限或收缩力丧失。

（2）肌肉形态：

肌肉制动出现的早期变化是萎缩，即整个肌肉重量下降。重量的下降是非线性的，早期下降最快，呈指数下降趋势。此时，所有类型肌纤维均出现萎缩。由于肌肉收缩与其横截面积大小有关，萎缩肌肉表现为收缩力下降。但如果将肌肉收缩力的百分比与其横截面积变化来比，制动和失用肌肉在收缩力方面并没有改变。制动和失用使肌肉的体积减少，也使肌肉的易疲劳性增加。

（3）力学特性：

肌肉的各种变化与制动时肌肉的长度有关。若肌肉是在被拉长的情况下制动，其萎缩和肌肉收缩力的下降程度比非拉长状态下制动时要轻一些。

（4）代谢：

在肌肉制动最初几小时内，肌肉蛋白质的合成速率下降。激素水平在制动早期也发生变化，肌肉对胰岛素的敏感性降低，葡萄糖进入肌细胞更加困难。肌肉制动后，皮质类固醇的水平升高，肌肉中蛋白质的合成减少。

（三）肌腱和韧带的生物力学

1. 肌腱的生物力学特性

骨-肌腱-肌肉结构的性质可用单轴拉伸试验获得的载荷-拉长曲线来表示（图1-3）。载荷-拉长曲线开始是延滞区，在此区域，不需要很大的力就可使肌腱拉长，这是由于张力使纤维的波浪状结构伸直以及纤维沿载荷传导方向排列。从此曲线中可获得强度（曲线的斜率）、极限载荷（断裂时的载荷）及断裂时的能量吸收量（曲线下的面积）。

在明确肌腱的横断面积以及组织本身拉伸长度的前提下，可以用应力-应变关系来描述肌腱的力学性质。应力可用肌腱单位面积上的载荷表示，应变可通过标记肌腱中段变形长度，以原始长度除以形变长度来确定。应力-应变曲线与载荷-拉长曲线类似，均为非线性曲线。通过应力-应变曲线可获得弹性模量（曲线的斜率，单位为MPa）、极限拉伸强度（单位为MPa）、极限应变以及应变能量（单位为MPa）。

与载荷-拉长曲线相似，随应力增加，延滞区域过渡到线性区域，其中曲线的斜率代表了肌腱的弹性模量。线性区域之后曲线在较大应变时突然中断，向下走行，这是肌腱断裂或肌腱永久性拉长的表现。要全面描述应力-应变曲线，就一定要说明弹性模量、极限拉伸强度、极限应变及应变能量等参数。

肌腱的生物力学特性与其黏弹性、解剖部位、运动水平、年龄、温度等因素有关。

图1-3　肌腱对拉伸负荷的反应

2. 韧带的生物力学特性

（1）拉伸特性：

韧带的拉伸特性是按照骨-韧带-骨复合体的结构性质来确定的，属于韧带本身的力学性质。其力学性质受到胶原组成比例、纤维排列方向以及胶原和基质之间相互作用等因素的影响。

（2）骨-韧带-骨复合体的结构性质：

与肌腱类似，韧带具有非线性、应变性强度结构等特征，这种特征可能是由胶原纤维具有波浪状弯曲而且部分纤维的排列方向不一致所致。在拉伸的初期，很小的拉力就可产生较大的拉长，这是因为波浪状弯曲很容易被拉直。之后则需要较大的力才能使纤维本身被拉长，随拉伸程度的增加，更多的纤维束被拉直并沿受力方向排列，纤维方向的重新排列使韧带的强度逐渐增加。

（3）力学特性：

韧带的力学特性也可从单轴拉伸试验中获得。在应力-应变曲线中可得到弹性模量、拉伸强度、极限应变以及应变能量。韧带与肌腱一样，由于胶原和基质之间的相互作用，其具有与时间相关和与过程相关的黏弹体特点。同样，影响韧带特性的因素也有很多，如种类、生物化学、制动方式、骨骼成熟度、年龄等。

（四）关节及关节软骨的生物力学

1. 活动关节的生物摩擦学

（1）关节面的生物摩擦：

生物摩擦学研究活动关节中滑动接触面的摩擦、润滑和磨损的现象。活动关节具有某些共同的特点，如被坚韧的关节囊包绕，关节承载的骨端部排列了一层关节软骨，关节软骨之间是关节腔，其中有关节液。关节液、关节软骨和支撑的骨组织构成了几乎没有摩擦的支持系统。尽管骨活动关节的承载范围很大，但关节软骨在正常情况下则很少被磨损和撕裂。人体活动关节能够以很低的频率在较高的载荷和应力变化环境中有效地工作七八十年，这需要有效的润滑以防止关节的磨损。生物因素和生物力学因素所引起的关节软骨损坏都会导致关节炎。

（2）关节滑液及其润滑作用：

关节滑液是由滑膜分泌入关节腔的一种透明的或稍微发黄的高黏滞性液体，它是一种血浆透析液。不含凝血因子、红细胞和血红蛋白，但含有透明质酸盐、葡萄胺聚糖和具有润滑作用的糖蛋白。关节滑液可通过下列方式影响关节的润滑功能：①一些成分吸附在软骨表面可充当边界润滑剂；②在较小载荷下可显著降低软骨-软骨界面的摩擦系数；③降低软骨-骨界面的摩擦系数；④可降低软骨-滑膜界面的摩擦系数。

（3）摩擦：

两接触物体之间相对滑动的抵抗称为摩擦。摩擦分为两类，第一类为表面摩擦，源于两接触物体的表面因粗糙所致的相互吸附作用或两表面之间润滑膜的黏性剪切作用。第二类称为体积摩擦，是由材料或润滑液内能的耗散所致。对于关节软骨来说，内摩擦是由于软骨间隙液体流过多孔、可渗透性固体基质时的摩擦阻力所产生。犁沟摩擦是内摩

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