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骨骼的生物力学表现ppt课件

泰然健康网
2025-06-21 14:21

學習目標了解骨骼構造、骨骼的力學特性及相關疾病了解關節在運動過程中所扮演的角色及功能了解在運動過程中，影響肌肉收縮力量的因素與肌肉功能，並進一步加強肌力，增進運動表現了解肌腱韌帶的基本力學特性，預防運動過程中肌腱韌帶的傷害了解液體對於各項運動之影響骨骼之力學特性骨骼系統由硬骨、軟骨、關節所構成p.8-4p.8-4骨骼的組成及結構碳酸鈣、磷酸鈣、膠質和水使骨骼堅硬佔60-70%重量增加骨骼抗壓強度使骨骼更有彈性提供骨骼強度佔25-30%重量增加骨骼抗拉強度流動的水分可帶來營養與帶走排泄物p 其他礦物質：鎂、鈉、氟化物骨骼成長、發展結構、新陳代謝補充骨骼的功能支持：身體的支架保護：保護身體內部器官運動：骨骼做為槓桿而產生運動儲存：儲存鈣與磷製造血球：紅骨髓具造血功能p.8-4p.8-4長骨不規則骨短骨種子骨扁平骨骨骼的分類p.8-5p.8-5骨骼的構造p.8-5p.8-5長骨構造p.8-6p.8-6扁平骨p.8-8p.8-8骨膜緻密骨海綿骨補充骨骼的生物力學特性p.8-8p.8-8骨骼的生物力學特性–組織的強度斷裂前可承受的作用力斷裂前可承受的變形量斷裂前能儲存的能量p.8-9p.8-9骨骼的生物力學特性–結構的勁度彈性變形區中斜線的斜率曲線越陡峭勁度越強越不易變形p.8-9p.8-9應力與應變表示物件的負荷及變形狀態。

應力：是物體在承受外力時每單位面積所受到的力量單位：牛頓/平方公尺(N/m2) 或稱為帕(Pa)p.8-9p.8-9應力與應變應變：是指物體受外力作用時期形狀的改變，是定義單位長度的變形量骨骼的生物力學表現骨骼受外力作用，因下列因素會產生不同的反應：骨骼的機械性質骨骼的幾何外型外在負荷的型態負荷方向負荷速率使與負荷的頻率p.8-10p.8-10在不同負荷下骨骼的變化情形-1p.8-10p.8-10在不同負荷下骨骼的變化情形-2p.8-11p.8-11剪力p.8-12p.8-12彎力p.8-12p.8-12扭力p.8-12p.8-12成人的脛骨外側所測量出走路時的負荷情形離地後跟著地腳著地混和負荷骨折骨骼的連續破裂骨折性質與下列因素有關：其折裂方向、規模負重速率、機械載荷所能承受持續時間損傷時的骨骼健康、骨骼成熟度補充壓力張力剪力達到斷裂的應力骨折補充補充單純性骨折複合性骨折應力骨折 (疲勞性骨折)極小的重複負荷所造成的骨折50%為脛骨骨折跑步者應力骨折20%為蹠骨骨折補充補充NCAA後衛骨折刺穿小腿隊友忍悲贏球2013.03.31 魏爾躺在擔架上握著隊友的手，叮嚀著把比賽贏下來。

小腿開放性骨折骨骼與應變速率的相關性p.8-14p.8-14骨重塑與骨退化渥伏氏定律(Wolff’s law) ：壓力會刺激骨骼的重塑過程，重量負荷增加會造成骨骼厚度和骨幹密度的增加p.8-15p.8-15骨重塑動力機械負荷骨骼變形或扭曲再成型 - 改變骨骼的形狀及強度老骨骼疲勞磨損的再吸收新骨骼的成形(骨細胞)補充骨骼肥大經常身體活動經常受壓迫部位經常承受的負荷較大者從事高衝擊運動骨質密度較高礦物量較多身體活動應包含衝擊性活動，其衝擊力是維持及增進骨骼質量所必須要素應力增加補充骨骼萎縮臥床不起的病患久坐的老年人太空人應力減弱骨骼鈣含量減少骨骼重量和強度降低生物力學觀點骨質流失時，骨骼強度和對抗骨折抗力下降，尤其以小樑骨的情形最為嚴重補充關節之力學特性兩個或多個骨骼相接(或軟骨和骨骼相接)時就會形成關節p.8-16p.8-16關節結構 – 構造的不同纖維性關節：如頭顱骨的骨縫軟骨性關節：如恥骨聯合滑液關節：如肩關節人體的運動關節絕大部份都是屬於滑液關節p.8-16p.8-16關節結構 - 活動功能的不同不動關節：不會動的關節微動關節：些許可動的關節可動關節：可自由移動的關節滑液關節大部份是屬於可動關節p.8-16p.8-16滑液關節抵抗磨損力量傳遞隔離上下骨骼產生潤滑作用可強化關節囊防止關節脫位p.8-16p.8-16關節軟骨分散受力介面骨骼的摩擦力減少減少50%以上壓力只有原本17-33%的摩擦力負荷　　變形　　分泌潤滑液補充半月軟骨的功用補充p.8-18p.8-18關節運動的種類影響關節運動的因素：關節面構造柔軟部位韌帶的張力肌肉的張力p.8-20p.8-20關節運動的種類 - 屈曲、伸展p.8-20p.8-20關節運動的種類 – 外展、內收p.8-21p.8-21關節運動的種類 – 內旋、外旋p.8-21p.8-21關節運動的種類 – 旋前、旋後p.8-21p.8-21常見因運動所產生的關節疾病脫臼肌腱炎扭傷黏液囊炎骨關節炎p.8-24p.8-24肌肉之力學特性人體肌肉組織可以分為三種：心肌平滑肌骨骼肌骨骼肌收縮才能產生動作p.8-25p.8-25骨骼肌收縮的功能運動維持姿勢產生熱能p.8-25p.8-25骨骼肌構造p.8-25p.8-25骨骼肌構造肌動蛋白肌凝蛋白肌節是肌纖維的收縮單位骨骼肌收縮機制-肌絲滑動機制p.8-28p.8-28運動單位 (motor unit)骨骼肌纖維受運動神經元的刺激產生收縮全有全無定律p.8-28p.8-28單一肌肉收縮p.8-29p.8-29單一肌肉收縮加成作用單一肌肉收縮 – 強直肌肉收縮型態離心收縮等長收縮向心收縮p.8-31p.8-31影響骨骼肌收縮力量的因素骨骼肌腱收縮力量單位p.8-31p.8-31肌肉長度與肌力的關係最大等長收縮力量時的長度稱為最佳長度p.8-32p.8-32肌肉長度與肌力的關係p.8-33p.8-33肌肉收縮速度與肌肉承受力的關係p.8-34p.8-34骨骼肌外形與肌力間的關係平行纖維排列羽狀纖維排列伸長以增加活動範圍收縮產生力量如：縫匠肌如：股四頭肌p.8-34p.8-34肌纖維種類與肌力的關係p.8-35p.8-35溫度對於肌肉力量的影響溫度增加，肌肉收縮的力量也越大，影響因素：加快肌肉刺激的傳導速率。

每單位肌肉組織伸長所產生的力量也隨之增加肌肉組織的血流增加，加快新陳代謝，增加肌肉收縮的效率增加肌腱與被動收縮組織的膠原彈性，增加肌肉組織的伸長，加大動作前的肌肉拉長p.8-35p.8-35肌肉疲勞對於肌力的影響肌肉張力越差，收縮的速率越慢p.8-36p.8-36肌肉重新塑造不運動及肢體固定的影響運動訓練的影響p.8-36p.8-36肌肉疾病肌肉受傷肌肉痙攣重肌無力症p.8-37p.8-37肌腱與韌帶之力學特性肌腱：連接肌肉和骨骼，具有彈性，允許肌肉伸展或拉扯韌帶：位於關節處連接骨骼與骨骼，維持關節的穩定性p.8-38p.8-38結構特性p.8-38p.8-38黏彈性質 – 潛變在固定外力持續作用下p.8-39p.8-39黏彈性質 – 應力鬆弛/釋放在固定變形狀態下p.8-40p.8-40黏彈性質 – 遲滯現象p.8-40p.8-40材料特性p.8-41p.8-41。