运动康复生物力学 四、轮椅研究 轮椅是腿部运动障碍患者的代步工具，其研究重点在于改变和提高轮椅适 用性。另外，残疾人体育比赛中所使用的轮椅，现在已发展到具有高科技含量 的比赛专用轮椅。最近的生物力学对轮椅的研究则集中于：产生推动轮椅的能 量和动力：轮椅自身的技术成分和力学特性：轮椅及使用者的相互作用等。 五、支具（包括义肢）研究 生活中常见疾病和各种运动损伤，都会造成肢体运动障碍，为恢复正常运 动功能，减少进一步的损伤，需要借助生物力学研究各种支具（包括义肢） 使患者在运动过程中既尽可能少地影响其活动功能，又能起到支持、保护和智 代的作用。 六、骨的力学性质研究 注重研究的是与工程材料不同的生物体特有的一些力学性质，如骨的功能 适应性，断面愈合、修复与应力间的定量关系等反映生命特征的性质。 七、软组织力学性质研究 通过对肌肉、肌腱、筋膜、韧带、滑囊等软组织的力学性质和正常功能的 研究，揭示其功能变化和病变之间的关系及其规律。 八、康复运动鞋的研究 通过对不同材料鞋的力学特性包括弹性、质量、强度等的测量，找出适合康 复训练特点的鞋的般规律，针对不同患者的特殊需要，研制合理的矫形鞋具。 九、骨折治疗和康复的生物力学研究 这类研究包括以下几方面： 10
第一章站山论 1.骨折的病因、病理、疗法研究。为新型医疗器械、假肢、人工关节的 设计提供理论依据，并为它们的使用提供合理手术方案，确定符合骨愈合规律 的治疗原则。 2.骨矫形、延长和移植的手术方案和疗法 3.关于骨重建的反馈机理及骨生长的人为控制。目前关心较多的是骨断 面愈合速度与断面应力间的定量关系，确定生理应力值的区间和最优值。 4.伤筋和错骨缝的研究。它对继承发扬中医传统方法，把关节和软组织 损伤的诊断和治疗提高到新水平有重要意义。 5.现行骨伤疗法的改进和完善。例如，为使加压钢板符合骨修复规律 提出改进取出钢板时间，使用随时间推移刚度逐渐降低的材料（生物降解材料） 或改进钢板截面设计等。 十、课程体系的主要内容 运动康复生物力学课程主要包括理论、实验和应用三个部分。第一部分为 理论课程，包括绪论（第一章），主要阐述运动康复生物力学的概念、定义， 研究的主要任务和内容，介绍其发展简史；第二部分（第二章）主要介绍人体 机构运动的生物力学参数和规律：第三部分是教学主体内容（包括第三、四 五、六、七、八、九章)，主要介绍人体运动系统（包括骨酪、关节、肌肉） 的生物力学特性，及其运动对其结构、功能和力学特征的影响。实验部分（第 十章)介绍运动康复生物力学的主要实验方法，包括影像解析、关节力量、测 力平台、压力分布、肌电、生物材料等与人体运动康复有关的数据测量的实验 课程。应用部分（第十一、十二、十三、十四章）介绍该学科理论和原理在运 动动作和临床康复动作分析、步态、娇形器、人力轮椅等康复领域的应用
运动康复生物力学 第二章 人体运动常用力学参数和原理 人体的运动包括日需生活活动、竞技运动、健身银炼和康复练习 等。运动康复生物力学是要从力学的角度来研究、认识这些运动的规 律性，应用相关的力学参数和原理，分析动作、总结规律，指导运动 实战。 分析人体动作时，经常用到的力学参数和原理可以分为运动学 动力学、静力学和转动力学四个部分
第二章人体运动常用力学参数和原理 第一节人体运动的运动学参数 任何物体的机械运动都是在一定的空间和时间中进行，人体和器械的运 动也不例外。 物体的运动在空间和时间等方面所表现出的差异特征称运动学特征。如 物体运动的轨迹、路程、位移、角度、角位移等所描述的即空间特征。物体 运动的先后次序，延续时间等特点为时间特征。运动学特征还包括速度、加 速度和角速度、角加速度这一类派生的时空参数。人体运动的运动学任务就 是通过这些时空参数，描述和研究人体和器械的位置随时间变化的规律或在 运动过程中所经过的轨迹、位置等。 人体运动的运动学研究是以经典牛顿力学理论为基础。在研究人体运 动时，为了突出主要矛盾，需要把人体和器城进行简化处理，即近似地看 成质点（具有质量，但可忽略其大小形状和内部结构而视为几何点的物 体。系由实际物体抽象出来的力学简化模型)或刚体（由相互间距离始终 保持不变的许多支点组成的连续体，是由实际物体抽象出来的力学简化模 型)。在运动康复生物力学中，还经常把人体简化为一个由躯干、头、手 臂、腿等多个环节组成的多刚体系统。但人体的运动有别于非生命体，在 研究人体运动时，应尽可能地考虑人的生命特征，这样，才能真正地研究 人体的运动 一、人体运动的空间参数 (一)位置矢量 当我们把人体或器械简化为质点 M时，用位置矢量来描述其位置，即 由坐标原点引向质点所在处的有向线 段，通常用：表示，简称位矢或矢径 (图2-1)。在直角坐标系中 r=+y+冰 图2-1位置失量图 13
运动康复生物力学 (二)轨迹、路程和位移 1.轨迹 即质点运动的路径。 当我们把人体或器械简化为质点来描述其运动时，把代表人体的质点在 定时间内用位置矢量确定的矢端点连接起来，就是人体或器械某质点的运动轨 迹。例如，对患者恢复日常生活活动训练中的喝水训练，把杯子作为质点，那 么该杯子的运动轨迹为近似直线运动。 图2-2轨迹位移图 2.路程和位移 路程和位移用来描述物体运动范固的参数。 路程是指物体从一个位置移到另一个位置的实际路线的长度，是质点在 空间运动所经历的轨迹的全长，恒为正，用符号4：表示。路程数值的大小与 质点运动的轨迹形状和在其间往返的次数有关。路程只有数值的大小，没有 方向标量 如上所述，在喝水训练中，杯子的运动轨迹全长即为路程。 位移由起始位置指向终止位置的有向线段，就是位矢，的增量4，即： d山=r'-t 2-2 位移是矢量，只与始、末位置有关，与质点运动的轨凌及质点在其往返的 次数无关。其大小等于质点运动的始点到终点的直线距离，其方向由始点指向 终点，即矢量。 14