第三节　关节力学

人体的各个关节是各种活动中杠杆的支点。根据其发育过程，可将关节分为不动关节(颅骨骨缝)、微动关节(耻骨联合)和可动关节；按其形状，可分为平面关节(腕骨间关节)、屈戌关节(肘关节)、滑车关节(寰枢关节)、椭圆关节(腕掌关节)、球窝关节(拇腕掌关节)等。对人体运动来讲，可动关节极为重要。

一、关节内的应力分布

通过关节的负荷是向量的总和，一般包括两个方面：

1.加上该段肢体的加速和减速力。

2.稳定关节和移动关节的肌力，肌力占通过关节合力的大部分。关节软骨是负重面，把承受的压力传递给下面的骨床(图1-2-2)。软骨下骨松质有两个作用：①负重面大时由于骨骼变形，关节获得最大的接触面，负重面积也增大。②骨松质的排列呈放射状，把大部分的应力又传递给骨干，因此软骨下骨对关节适应负重有重要作用。软骨下骨若失去顺应性，关节应力就增加，导致关节软骨的应力局部高度集中。

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图1-2-2　受力时关节软骨的变形情况

二、关节的稳定性

多数关节的稳定性依靠三种因素来维持，即骨骼、韧带和肌肉。关节在运动状态始终是不平衡、不稳定的，但人体总是在不平衡、不稳定中求得相对的平衡和相对的稳定。骨骼的因素对于这种稳定是明显的，而关节内与关节周围韧带使关节活动在一定方向上受到制约，保持关节活动在正常的生理范围以内。肌肉既是运动关节的动力，又是在运动中维持关节稳定的重要因素，其主要作用是通过抵抗、协同与抗重来完成的。

三、关节的力和力矩

关节的作用有两个：节段活动和力的传导。力可来自多方面，如髋关节借助吸力支持下肢重量，最基本的则是压力。正常站立时，体重施力于下肢各关节，而上肢的力却是负的。身体各种位置都不能借关节面自身组合来取得平衡，而需要韧带、肌肉或两者的力量。关节部肌肉仅具有小的杠杆臂，而有时却需要大的平衡力矩，故肌肉施加于关节的力可以是很大的。