骨科疾病的生物力学相关知识上穿.ppt
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1、骨科疾病的生物力学相关知识上穿现在学习的是第1页,共96页一一 脊柱疾病康复的基本理论与基本原则脊柱疾病康复的基本理论与基本原则 现在学习的是第2页,共96页(一)脊柱稳定性的概念n脊柱的功能:保护神经;作为身体运动的轴心承担力、分散力、转移力n对脊柱的力学要求:既坚固又灵活n脊柱稳定性的概念:承受内在及外在负荷的情况下,组成脊柱的各个部分之间的相对位移保持在正常生理范围内,不会引起神经的损害n脊柱不稳定:机械性不稳定;神经性不稳定现在学习的是第3页,共96页(二)运动单元的概念现在学习的是第4页,共96页影响脊柱稳定性的因素n结构性稳定器:椎体的形状与大小,关节面的形状、大小与方向n动力性稳
2、定器:韧带、纤维环、关节面软骨n流体力学稳定器:髓核的膨胀度n随意性稳定器:外层肌肉(动力肌)、内层肌肉(稳定肌)现在学习的是第5页,共96页(三)脊柱稳定的三亚系模型现在学习的是第6页,共96页脊柱稳定性的三亚系模型脊柱稳定性的三亚系模型nPanjabi的脊柱稳定性“三亚系模型”(1992年):被动亚系(韧带和骨骼)、主动亚系(肌肉)和神经控制亚系(反馈和控制)n被动亚系特指关节和韧带结构;主动亚系特指相关肌肉;控制亚系特指神经肌肉运动控制系统,它可以接受来自脊柱稳定性有关肌肉的信息,然后控制主动亚系的有关肌肉活动,参与稳定型维持n根据Panjabi的观点,三个亚系分别是维持脊柱稳定性的三个
3、独立性因素,通常某一因素的“亏损”(deficit),可以由其它要素加以代偿。而各个亚系之间的功能无法代偿的时候,往往会造成脊柱稳定性破坏,形成下腰背痛 现在学习的是第7页,共96页(四)整体运动肌与局部稳定肌现在学习的是第8页,共96页背部肌肉解剖n浅层肌肉:斜方肌、背阔肌、肩胛提肌、大小菱形肌、上后锯肌、下后锯肌n深层肌群骶棘肌:腰背筋膜后层、骶髂骨韧带和髂嵴上部,纤维向上,至肋下缘稍上,延展为三柱。髂肋肌(腰、胸、颈三部);最长肌(胸、颈、头三部);最长最厚,胸最长肌止于腰椎的横突和副突、胸椎的横突尖及肋骨附近棘肌:主要由筋膜构成横突棘肌:半棘肌、多裂肌、回旋肌腰部主要为多裂肌棘突间肌、
4、横突间肌现在学习的是第9页,共96页(五)脊柱的稳定机制现在学习的是第10页,共96页StabilityPassive subsystemActive subsystemControl subsystemPanjabi 1994-Muscles-Tendons-CNS-Periferal nerves-Bony structures-Ligaments-Joint capsules-Intervertebral discs现在学习的是第11页,共96页Local stabilizersGlobal stabilizersGlobal moversMuscle stabilityStabilit
5、y demandHilde Fredriksen 2005现在学习的是第12页,共96页(六)从生物力学的角度看脊柱疾病的病理过程现在学习的是第13页,共96页脊柱疾病的病理过程n脊柱稳定性的逐渐丧失现在学习的是第14页,共96页Spinal motor control dysfunctionPainRepeated microtrauma现在学习的是第15页,共96页原因n外在负荷的影响:不正确的姿势、过度负重n椎间盘的退变n肌肉功能的紊乱现在学习的是第16页,共96页肌肉功能紊乱的表现n内层肌肉:萎缩、功能失调、肌肉失活小关节紊乱的原因?n外层肌肉:过度工作,可出现痉挛、劳损、短缩为什么“
6、腰肌劳损”?“腰肌劳损”的治疗:燕子飞?现在学习的是第17页,共96页(七)脊柱疾病的康复原则n健康教育n恢复脊柱稳定性:运动训练,支具n恢复脊柱序列:牵引、正脊、推拿、麦肯基技术n缓解疼痛:物理治疗、按摩、药物现在学习的是第18页,共96页广义的肩关节组成(1)盂肱关节:(2)肩锁关节:(3)胸锁关节:(4)喙锁关节:(5)肩峰下间隙:(6)肩胛胸壁关节:现在学习的是第19页,共96页The Scapulohumeral RythmAllingham C.The shoulder complex.In:Zaluga M,Briggs C,Carlisle J et al:Sports Phy
7、siotherapy,applied science&practice,p.360.Churchill Livingstone,Melbourne 1995现在学习的是第20页,共96页Force couplesAllingham C.The shoulder complex.In:Zaluga M,Briggs C,Carlisle J et al:Sports Physiotherapy,applied science&practice,p.360.Churchill Livingstone,Melbourne 1995现在学习的是第21页,共96页一、关节盂:盂的面积仅为肱骨头面积的三分
8、之一,上、下缘有盂上、下结节,分别为肱二头肌长头和肱三头肌长头附着。盂面上覆以一层透明软骨,厚23mm,中央薄,外周厚。盂的边缘镶以一圈致密的纤维束,称盂唇。盂唇上半松弛,具有活动性,除非有明显的撕脱和剥离,应视为正常。盂唇前上部如有缺损也不能视为病变。相反,盂唇下半松弛则属异常,下半剥离可致盂肱关节不稳。现在学习的是第22页,共96页肩胛骨胸壁关节n该关节无关节面、关节囊和关节软骨等结构n肩胛前间隙:被前锯肌分隔成两部分前肩胛前间隙:前锯肌与胸壁之间 前锯肌内囊、前锯肌下囊后肩胛前间隙:前锯肌与覆盖肩胛下肌的肩胛下筋膜之间 肩胛下动、静脉 肩胛下神经、胸背神经n运动:上提、下压、内收、外展、
9、内旋、外旋上提、下压、内收、外展、内旋、外旋 现在学习的是第23页,共96页肩峰下间隙n又称第二肩关节n由肩峰、喙突和喙肩韧带作为关节臼窝样结构,肱骨大结节作为杵状突部分,其间肩袖各肌可看作关节内半月板,而肩峰下囊相当于关节腔现在学习的是第24页,共96页肩袖的功能n肩袖的共同功能是在任何运动或静止状态使肱骨头与肩胛盂保持稳定,使盂肱关节成为运动的旋转轴心和支点,维持上臂的各种姿势和参与完成各种运动功能。n冈上肌、肩胛下肌的肌腱位于第二肩关节(肩峰下关节)的喙肩弓下,在肩关节做内收、外展、上举及后伸等运动时,上述二肌在喙肩弓下往复移动,易因受头挤、冲撞而致损伤。冈上肌、冈下肌肌腱在止点近侧的终
10、末段1一1.5cm范围内是无血管区,又称危险区是肌腱近侧端滋养血管的终末端与肌腱大结节止点部来自骨膜滋养血管的交界区域,是血供薄弱部位,也是肌腱退化变性和断裂的好发部位。现在学习的是第25页,共96页n这些有髓和无髓纤维分布于肩关节的韧带和关节囊,并在滑膜上形成神经网。n滑膜的刺激疼痛剧烈,韧带和纤维层的疼痛定位不显,关节面则无明显的感觉。现在学习的是第26页,共96页肩胛骨的运动n上升:斜方肌的上部纤维、肩胛提肌、大小菱形肌n下降:胸小肌、锁骨下肌、背阔肌、斜方肌的下部纤维、前锯肌、胸大肌现在学习的是第27页,共96页盂肱关节的运动1.使肩关节屈曲的作用肌:主要包括胸大肌锁骨部,喙肱肌、三角
11、肌前部肌束、肱二头肌等。2.使肩关节伸的作用肌包括三角肌后部,背阔肌、冈下肌、小圆肌、大圆肌和肱三头肌长头等。现在学习的是第28页,共96页3.使肩关节外展的作用肌主要包括三角肌中部和冈上肌。特点:当手臂外展60时,三角肌功率较低;在90-180时收缩效果最好;当手臂由下垂位外展20内,三角肌不起作用。当手臂置于体侧,开始外展小于60位置时,冈上肌的拉力比三角肌优越,此时三角肌外展效率较低。而90180之间时,三角肌则表现出最大的收缩效率。现在学习的是第29页,共96页n4.使肩关节内收的作用肌主要包括胸大肌、背阔肌、冈下肌、小圆肌、大圆肌和肩胛下肌。现在学习的是第30页,共96页n5.使肩关
12、节内旋的作用肌主要包括三角肌前部,背阔肌、大圆肌、肩胛下肌。6.使肩关节外旋的作用肌主要包括三角肌后部,冈下肌、小圆肌。现在学习的是第31页,共96页ACLn平均长度38mm,平均宽度11mmn前内束和后外束n膝关节过伸和过屈时都紧张,半屈曲位时稍松弛。防止胫骨前移,同时防止膝盖过伸、过屈及膝内翻n后外束在膝屈曲030度最紧张,对防止小腿过度内收内旋及胫骨前移负主要责任。前内束则于膝关节屈曲90度以后才紧张,有防止小腿外展外旋及胫骨前移的作用现在学习的是第32页,共96页nACL在膝关节屈曲30度位限制向前活动中起85的作用n上楼梯ACL的张力为67N慢性时为630N,下坡跑时应变变化很大,从
13、屈曲30度到完全伸直应力有很大增加,特别是负荷位于小腿远端时n正常活动时,工作负荷为500N-700N,完整的ACL最终失效强度在负荷沿胫骨轴时为1700N,在沿ACL轴时为2400Nn支具保护ACL向前剪力约140N现在学习的是第33页,共96页膝关节韧带低应力区域n内侧副韧带:2060n外侧副韧带:20130nACL:2080nPCL:20-100n20-60度为韧带损伤后早期训练的安全范围现在学习的是第34页,共96页股四头肌n止于髌骨上缘,止点分三层,直头最浅,内外侧头腱次之,股中间肌腱最深n屈膝30度时四个头合力最大,且此时髌股间的力矩最大,故运动发力多在此角度n股内侧头司伸膝的01
14、5度,外侧头1590度,股直肌90150度n股四头肌的下面还有膝肌现在学习的是第35页,共96页膝关节nROM:0-140n屈曲90度:外旋045度,内旋030度n完成最基本生活活动:膝至少屈曲90度n完成几乎所有日常生活动作:膝屈曲115度且完全伸直n平地行走:运动范围575现在学习的是第36页,共96页OKC与CKC的生物力学基础n被动OKC:3045度时ACL应变最小;45120度增大,120度最大n主动OKC:股四头肌非对抗性收缩、产生向前剪力造成胫骨前移。30、45度胫骨前移,60和75度无移位(股四头肌中立位),大于此角度胫骨后移。屈曲4560度,ACL应变增加。屈曲60120,A
15、CL应变无明显增加。因此,6090主动OKC对移植物是安全的n研究显示,CKC对ACL及髌股关节均较安全,但其恢复股四头肌肌力的效果较差现在学习的是第37页,共96页ACL重建术后康复的病理学基础急性期n急性期:术后72h,全身和细胞成分的炎症过程。n康复原则:减少创伤,避免组织愈合的急性期超过其自然的72hn能适应膝关节组织愈合的唯一的练习方式是等长练习n膝关节的等长练习与其他关节系统另外的练习形式共同进行(多角度等长与直腿抬高)n无痛的情况下进行等长收缩现在学习的是第38页,共96页亚急性期:72h-6wn去除额外副产品的吞噬细胞活动,和在损伤处合成新的胶原蛋白n原则:保证成熟组织适当发展
16、,同时使胶原蛋白纤维适当排列,不会发展为无弹性的瘢痕n手段:直腿抬高、多角度等长、短弧等动、短弧开链运动练习、闭链运动练习现在学习的是第39页,共96页慢性期:6w-12mn胶原纤维再塑形,恢复膝关节的正常生物力学n手段:向心、离心训练、等速训练现在学习的是第40页,共96页移植物失效及其他n髌腱中1/3是自然ACL强度的168,半腱肌70,股薄肌49n术后16周间质细胞增殖并形成胶原蛋白,术后一年移植物强度和硬度仅为自然的3060。移植物最终失效负荷小于正常ACL的50。多数医生认为应保护ACL移植物承受应力36个月n少数研究显示,术后三周移植物已经有活性。早期强化康复不会造成较高的移植物失
17、败率n术后恢复全部竞技运动平均6.2个月n自体髌腱重建术后812周髌骨骨折风险大,在此期间避免高应力活动n自体半腱肌重建,术后46周避免有阻力的膝关节屈曲练习使国绳肌瘢痕化。鼓励牵拉国绳肌减少痉挛的发生n异体移植物结构性质衰减较多现在学习的是第41页,共96页n525术后出现膝关节活动受限n伸直受限导致股四头肌无力和可能的髌股关节疼痛、肿胀、骨擦音n膝关节过伸有困难主要问题为瘢痕充满前方切迹,造成机械阻挡n屈曲受限多数可以通过康复解决,过伸受限则需要手术。强调术前获得过伸,术后当天获得过伸n髁间窝瘢痕是活动受限最常见的原因。术后一周固定于完全过伸位使移植物减少在髁间窝内的出血,防止以后的髁间窝
18、瘢痕现在学习的是第42页,共96页膝关节本体感觉n本体感觉定义为触觉的感觉方式,包括关节活动(运动觉)和关节位置的感觉,并受韧带损伤、外科手术和康复活动的影响快适应机械受体(QA):传递关节运动觉n关节运动觉:通过判断被动活动的阈值判定n慢适应机械受体(SA):传递关节位置的感觉n关节位置觉:通过测量被动位置再生和主动位置再生判定现在学习的是第43页,共96页运动控制水平n脊髓反射:通过拮抗肌和协同肌协同收缩,在提供关节稳定性方面起到关键作用n脑干:直立姿势和维持平衡,此处传入信息与关节本体感觉器的前中心和视觉输入相结合n中枢神经系统:运动皮层、基底神经节和小脑现在学习的是第44页,共96页关
19、节位置觉和神经肌肉控制的改关节位置觉和神经肌肉控制的改善是首要的考虑因素善是首要的考虑因素n韧带应变刺激了其中的特殊机械受体,从而提供反射性肌肉活动对抗复发性损伤。本体感觉缺陷,最终导致微损伤和再损伤模式。如:ACL受到直接应力后,产生国绳肌腱反射性激活n外科矫正手术后,关节囊韧带结构适当张力的恢复可以直接促进损伤的关节结构的神经支配的恢复。ACL术后,运动觉改善在膝关节活动范围的中段,而缺陷仍存在于范围的终端n在任何全面的康复计划中,关节位置觉和神经肌肉控制的改善都是关节位置觉和神经肌肉控制的改善都是首要的考虑因素首要的考虑因素。在本体感觉成分完全恢复后,神经肌肉通道的减退方可恢复n运动觉训
20、练计划后观察到动力平衡明显改善现在学习的是第45页,共96页神经反射、生物力学及其他n向心收缩:健康肌肉不易受伤n离心收缩:产生比等长收缩和向心收缩更强的力量;离心收缩快速比满速力量大;同样的张力和收缩速度时,效率更高、达到收缩峰值的时间更短。肌肉无准备时进行离心收缩更易受伤。目前有趋势将离心收缩纳入功能性的运动康复程序中n长度过伸收缩:预牵伸易化,技巧性和灵活运动的重要组成部分现在学习的是第46页,共96页训练计划n关节位置和运动觉:PNF技术n关节动力性稳定:CKCn反应性神经肌肉控制:CKCn功能性特殊活动:Plyometric现在学习的是第47页,共96页常用训练理念n等长训练:肌肉设
21、置训练(MS)和多角度等长练习(MAI)n10秒的等长原则:2秒上升至无痛活动的最大水平,持续6秒,2秒减少活动至放松期。放松持续10秒nMAI:BIODEX,20度,无痛,周期性训练主动肌与拮抗肌群n短弧训练:SAI现在学习的是第48页,共96页常用训练理念与手段n24原则:n50疲劳原则:峰值转矩nDAPRE计划nPlometrics(PE):用于膝关节康复的最后阶段现在学习的是第49页,共96页n互换影响:健肢强度训练可使患肢强度增加30n大腿肌肉恢复70:恢复非剧烈、非接触性的运动如慢行n跳跃需恢复80的力量n滑雪及接触性运动需恢复85现在学习的是第50页,共96页nCKC:主动肌和拮
22、抗肌同时被加强nOKC:nSAID:specificadaptationtoimposeddemands对要求的特异性适应的原则n间断训练:工作与放松的比例1:1现在学习的是第51页,共96页二髌股疼痛综和症(PEPS)nPatellofemoralpainsyndrom:跑步者最常见的问题n髌股关节紊乱在所有的膝关节问题中占2040n髌股关节的膝外侧部分比内侧的要宽,外髁比内髁大,髌骨沟的外部比内侧更高、更宽和更靠前。髌骨外侧关节面比内侧要大。在关节囊水平处,外侧支持带比内侧要大n髂胫束、侧方韧带、髌股韧带提供外侧的牵拉力;股内肌、内侧韧带和髌股内韧带向内牵拉n异常的应力来源于力线不正,而不
23、是原发性关节软骨损伤.危险因素:高位髌骨,Q角增大,髁间槽变浅、踝足内翻过度。最重要因素是内侧与外侧结构之间的平衡。现在学习的是第52页,共96页n髌骨最重要的作用,保护膝关节在半屈位置的稳定性(此时膝两侧的韧带及交叉韧带和膝两侧的肌肉都处于松弛状态)n髌骨有7个不平行的小关节面n膝屈曲小于90度时,仅是股四头肌的直头起主要伸膝作用,超过90度以后,其他三个头才逐渐参与n3050度伸膝力量最大,所有运动动作都在此期间发力现在学习的是第53页,共96页n髌股关节反应力(PEJRF):接近全伸展,等于零;屈曲90度,为体重的2.5-3倍。步行,0.5;上楼,3.3;下蹲,67n髌股关节反应应力(P
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