人體運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)
(一)運(yùn)動(dòng)的面與軸
1.矢狀面與矢狀軸 矢狀面是指通過軀干縱軸、前后位的垂直平面,將人體分為左、右兩個(gè)部分。矢狀軸是指矢狀面與水平面交叉所形成的前、后軸,即在水平面上由前向后貫穿人體的線。
2.額狀面和額狀軸 額狀面(冠狀面)是指與矢狀面成直角的垂直平面,將人體分為前、后(背側(cè)與腹側(cè))兩部分。額狀軸(冠狀軸)是指額狀面與水平面交叉所形成的左、右側(cè)向軸,即在水平面上由右向左貫穿人體的線。
3.水平面和垂直軸 水平面(橫切面)是指通過人體與地平面相平的任意一平面,將人體分為上、下兩部分。垂直軸是指矢狀面與額狀面交叉所形成的軸,即為上下貫穿人體并垂直于水平面的線。
(二)關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的常用術(shù)語(yǔ)
1.屈曲和伸展 屈曲是指關(guān)節(jié)繞額狀軸運(yùn)動(dòng),致相關(guān)關(guān)節(jié)的兩骨彼此接近,其間的角度變小。伸展是指關(guān)節(jié)繞額狀軸運(yùn)動(dòng),致相關(guān)關(guān)節(jié)的兩骨彼此離開,其間的角度變大。
2.外展和內(nèi)收 外展是指關(guān)節(jié)繞矢狀軸運(yùn)動(dòng),該部分離開指定線(如身體中線)向外側(cè)活動(dòng)。內(nèi)收是指關(guān)節(jié)繞矢狀軸運(yùn)動(dòng),該部位離開指定線向內(nèi)側(cè)活動(dòng)。
3.內(nèi)旋和外旋 旋轉(zhuǎn)是指關(guān)節(jié)的一部分繞其軸轉(zhuǎn)動(dòng)或移動(dòng),其中向身體前方旋轉(zhuǎn)為內(nèi)旋,向身體后方旋轉(zhuǎn)為外旋。但在上肢,屈肘90°,上臂置于體側(cè)時(shí),其中前臂旋轉(zhuǎn)使手掌朝下稱為旋前,而前臂旋轉(zhuǎn)使手掌朝上稱為旋后。在下肢,足向內(nèi)旋轉(zhuǎn),足底傾向于面對(duì)內(nèi)側(cè)稱為內(nèi)翻,足向外旋轉(zhuǎn),足底傾向于面對(duì)外側(cè)稱為外翻。
(三)運(yùn)動(dòng)自由度
1.一個(gè)自由度 只有一個(gè)運(yùn)動(dòng)軸,關(guān)節(jié)僅能繞此軸進(jìn)行一度空間的運(yùn)動(dòng)。其中滑車關(guān)節(jié)(如指間關(guān)節(jié))、車軸關(guān)節(jié)(如寰樞關(guān)節(jié)和橈尺關(guān)節(jié))和蝸狀關(guān)節(jié)(如肘關(guān)節(jié))均只有一個(gè)自由度。
2.兩個(gè)自由度 有兩個(gè)互相垂直的運(yùn)動(dòng)軸,關(guān)節(jié)可繞此兩軸進(jìn)行二度空間的運(yùn)動(dòng)。其中顆狀關(guān)節(jié)(如寰枕關(guān)節(jié))、橢圓關(guān)節(jié)(如橈腕關(guān)節(jié))和鞍狀關(guān)節(jié)(如拇指腕掌關(guān)節(jié))均有兩個(gè)自由度。
3.三個(gè)自由度 具有三個(gè)互相垂直的運(yùn)動(dòng)軸,關(guān)節(jié)可作多種方向的運(yùn)動(dòng),但仍限于三度空間的運(yùn)動(dòng)。其中球窩關(guān)節(jié)(如肩關(guān)節(jié))、杵臼關(guān)節(jié)(如髖關(guān)節(jié))和平面關(guān)節(jié)(如肩鎖關(guān)節(jié)、腕骨和跗骨間諸關(guān)節(jié))均有三個(gè)自由度。
以上凡具有兩個(gè)或兩個(gè)以上自由度的關(guān)節(jié)都可以做環(huán)繞運(yùn)動(dòng)。
(四)運(yùn)動(dòng)鏈
運(yùn)動(dòng)鏈(kinematic chain)是指幾個(gè)部位通過關(guān)節(jié)連接而組成的復(fù)合鏈,它分為開放鏈和閉合鏈。在人體的運(yùn)動(dòng)中,可以將各種運(yùn)動(dòng)分為開鏈運(yùn)動(dòng)和閉鏈運(yùn)動(dòng)兩種形式。如肢體近端固定而遠(yuǎn)端游離,可任意活動(dòng)某一單獨(dú)關(guān)節(jié)或同時(shí)活動(dòng)若干關(guān)節(jié)即為開鏈運(yùn)動(dòng)。反之,肢體遠(yuǎn)端固定而近端關(guān)節(jié)活動(dòng),如接觸地面、墻面或桌面,或手被扶持,即為閉鏈運(yùn)動(dòng)。在康復(fù)訓(xùn)練中,可根據(jù)需要選擇適當(dāng)?shù)倪\(yùn)動(dòng)形式。
(五)運(yùn)動(dòng)中的杠桿作用
肌肉、骨骼和關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)都存在著杠桿原理。任何杠桿均有3個(gè)點(diǎn):力點(diǎn)、支點(diǎn)和阻力點(diǎn)。在人體上,力點(diǎn)是肌肉在骨上的附著點(diǎn),是動(dòng)力作用點(diǎn);支點(diǎn)是關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)中心,是杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的軸心點(diǎn);阻力點(diǎn)是阻力在骨杠桿上的作用點(diǎn)。支點(diǎn)到力點(diǎn)的垂直距離為力臂,支點(diǎn)到阻力點(diǎn)的垂直距離為阻力臂。力和力臂的乘積為力矩,表示力對(duì)物體轉(zhuǎn)動(dòng)作用的大小,阻力和阻力臂的乘積為阻力矩。根據(jù)力點(diǎn)、支點(diǎn)和阻力點(diǎn)不同位置關(guān)系可分為3類杠桿。
1.第一類杠桿(平衡杠桿) 支點(diǎn)在力點(diǎn)與阻力點(diǎn)之間。在人體中,這一類杠桿較少,如頭顱與脊柱的連接,支點(diǎn)位于寰枕關(guān)節(jié)的冠狀軸上,動(dòng)力點(diǎn)(頸后肌肉的附著點(diǎn))在支點(diǎn)的后方,阻力點(diǎn)(頭的重心)位于支點(diǎn)的前方,此類杠桿的主要作用是傳遞動(dòng)力和保持平衡。
2.第二類杠桿(省力杠桿) 阻力點(diǎn)在力點(diǎn)與支點(diǎn)之間。在人體上,這類杠桿在靜態(tài)時(shí)極為少見,只有在動(dòng)態(tài)時(shí)可以觀察到。如站立提跟時(shí),以跖趾關(guān)節(jié)為支點(diǎn),小腿三頭肌以粗大的跟腱附著于跟骨上的點(diǎn)為力點(diǎn),人體重力通過距骨體形成阻力點(diǎn)并位于支點(diǎn)和力點(diǎn)之間。這類杠桿的力臂始終大于阻力臂,可以用較小的力來克服較大的阻力,故稱為省力杠桿。
3.第三類杠桿(速度杠桿) 力點(diǎn)在阻力點(diǎn)和支點(diǎn)的中間,此類杠桿在人體中最為普遍。如肱二頭肌使肘關(guān)節(jié)屈曲就是這種杠桿作用。此類杠桿力臂始終小于阻力臂,力必須大于阻力才能引起運(yùn)動(dòng),故不能省力,但可能獲得速度,故稱為速度杠桿。
在運(yùn)動(dòng)學(xué)中,學(xué)習(xí)人體杠桿原理的目的是為了在運(yùn)動(dòng)中達(dá)到省力、提高速度和避免肌肉受損的作用。
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