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第1篇：運動生物力學的運用范文

摘 要 運動生物力學的測試方法在競技體育研究領(lǐng)域主要應(yīng)用于技術(shù)研究以及發(fā)力原理分析等方面，對于拳擊項目相關(guān)研究進行梳理，有助于辨析測試方法的應(yīng)用范圍，對今后的相關(guān)研究開展起到有意義的參考作用。

關(guān)鍵詞 生物力學 方法 拳擊

生物力學研究，尤其是運動學、動力學、表面肌電等實驗技術(shù)逐步應(yīng)用于拳擊科學研究中。運動學方法應(yīng)用在技術(shù)改進和規(guī)范程度判斷等方面，起到很好的輔導作用。動力學研究對對抗性項目對抗時，力的大小、方向的變化及力作用的效果等進行定量分析，揭示發(fā)力原理及規(guī)律。表面肌電研究應(yīng)用于判斷動作過程中，哪些肌肉參與收縮，收縮過程中肌纖維發(fā)力長短、順序等，這對科學合理化技術(shù)動作和確定不同力量訓練方法手段的科學性非常有意義。

李凌云[1]采用生物力學的測試儀器、方法，試圖尋找運動生物力學的一些原理和方法在武術(shù)領(lǐng)域中應(yīng)用規(guī)律，從生物力學的原理應(yīng)用在武術(shù)中的情況。我們可以將這些方法同樣應(yīng)用于其他同場格斗類項目中，為其他同項群項目的生物力學研究提供理論參考和實踐指導。

運動學研究和表面肌電技術(shù)在拳擊生物力學研究中應(yīng)用較為廣泛。郭峰，張日輝[2]探討拳擊運動員后手直拳動作內(nèi)部神經(jīng)肌肉系統(tǒng)協(xié)同變化，研究認為后手直拳擊打，上肢拮抗肌發(fā)揮著重要作用。從肌肉激活順序判斷，動作符合鞭打動作原理，建議加強上肢拮抗肌訓練。劉海瑞[3]的實驗也得出了相似的結(jié)果，分析了拳擊出拳擊打拳速突然減速的成因。二者在突然降速的研究結(jié)果是一致的。拮抗肌放電信號較強也能夠在一定意義上解釋這一現(xiàn)象的出現(xiàn)，但二者結(jié)論中應(yīng)該加強拮抗肌訓練值得商榷，拮抗肌與主動肌、協(xié)同肌的協(xié)調(diào)配合時準確、高效完成技術(shù)動作的基礎(chǔ)，應(yīng)該從協(xié)調(diào)性訓練的角度分析更為準確。

王新坤[4]運用愛捷運動錄像測試分析系統(tǒng)，對參加2004年全國拳擊冠軍賽決賽的部分冠軍前手直拳作進行運動學特征的研究分析。結(jié)果顯示：運動員打擊瞬間拳速在擊中目標之前會突然增加，其研究結(jié)果前手直拳打擊瞬間是加速的，與劉海瑞，郭峰、張日輝等研究后手直拳擊打前速度突降結(jié)果相反，其原因有待進一步探討。岳東升、張翠[5]利用高速攝像與測力臺（Kistler）同步測試的方法，對拳擊運動員直拳技術(shù)動作進行測試，該研究是典型的以運動學研究技術(shù)路線，對運動員技術(shù)改進有一定意義。

有關(guān)動力學研究在拳擊中較為少見，相關(guān)理論研究中，谷曉紅[6]從擊打過程中的生物力學原理問題、打擊力與作用時間、快速移動與穩(wěn)定性、鞭打技術(shù)與多環(huán)節(jié)協(xié)調(diào)運動四個方面對拳擊運動中的有關(guān)生物力學問題進行了探討，指出了現(xiàn)存的誤區(qū)及不足。蘇彥炬[7]對不同擊打技術(shù)的下肢發(fā)力特征進行了實驗研究，對拳擊下肢發(fā)力原理，影響擊打效果的因素等做了宏觀分析，對相關(guān)理論研究具有指導意義。

等速肌力測試關(guān)節(jié)力量從側(cè)面反映肌肉力量，但與動作速度不相符合，存在一定的局限。姜傳銀[8]等運用等速肌力測試的方法，對拳擊、跆拳道散打運動員進行比較研究，發(fā)現(xiàn)不同項目，不同肌群在速度力量方面的優(yōu)勢環(huán)節(jié)。從側(cè)面也反映了不同項目因發(fā)力環(huán)節(jié)不同，不同部位的肌肉力量存在著明顯的項目特征。等速測試數(shù)據(jù)較為精確，但限于單關(guān)節(jié)測試，動作路線，幅度、速度存在差異，對于專項力量測試存在局限性。

從拳擊相關(guān)生物力學研究綜述可見，以往研究對技術(shù)運動學分析較多，主要技術(shù)為前、后手直拳，分析其原因，直拳的運動學分析可近似理解為直線運動，相對實驗控制和分析容易把握。而對表面肌電的研究可以對發(fā)力順序與肌肉貢獻率進行探討，研究結(jié)果顯示出的鮮明的個體化特征，從中提取共性及規(guī)律較難。表面肌電技術(shù)應(yīng)用廣泛，尤其是對專項訓練手段和方法的檢測，具有很大發(fā)展空間，二者有效結(jié)合可以彌補簡單運動學分析帶來的誤差。等速肌力測試可以從側(cè)面反映關(guān)節(jié)力量，但與專項發(fā)力方式速度不同。以運動學結(jié)合動力學研究在力量訓練相關(guān)生物力學研究中是比較成熟的研究手段，對于拳擊速度耐力相關(guān)研究應(yīng)該是今后研究的方向 。

參考文獻：

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第2篇：運動生物力學的運用范文

關(guān)鍵詞：排舞運動；中學生；心理健康；干預作用

排舞屬于一種健身性的舞蹈，它的內(nèi)容豐富、時尚流行，受到越來越多人們的喜愛，排舞將音樂和舞蹈完美的融合，它既可以獨自運動，也可以集體運動，不僅具有休閑娛樂、健美的作用，還有很高的欣賞價值，對于豐富中學生的日常生活、構(gòu)建和諧校園、促進中學生心理健康發(fā)展具有有效的促進作用。

一、研究排舞運動對中學生心理健康干預作用的原因

當今時代，人才之間的競爭涉及方方面面，不只體現(xiàn)在知識水平、學習能力方面，也體現(xiàn)在心理素質(zhì)方面。中學階段是一個人成長的關(guān)鍵階段，中學生不管是在身體上還是心理上都發(fā)生著巨大的變化，但隨之而來的是很多中學生的心理波動大。造成中學生心理壓力大的原因是多方面的，比如，升學的壓力，教師和家長的期望常常會給他們帶來心理壓力；比如，中學生自身獨立性與依賴性矛盾造成的壓力，現(xiàn)在的中學生有很大一部分是獨生子女，受成長環(huán)境的影響，很多學生都存在著偏執(zhí)、心理不平衡、焦慮等心理問題。排舞既是一項休閑運動，也是一項健身運動，它的內(nèi)容非常豐富，發(fā)展到現(xiàn)在已經(jīng)有幾千支排舞曲目，音樂涵蓋面廣，它的舞步多樣，不僅包含華爾茲、牛仔、倫巴等舞蹈的基本舞步，也包含很多民間的舞步，對于中學生來說，選擇多樣。中學生往往對新鮮的事物抱有極大的好奇心和興趣，排舞變化多樣，但凡有好的音樂都能夠被人們編成排舞，排舞運動的生命力相當強，對于這種流行、時尚的事物，中學生在心理上容易產(chǎn)生認同感。

二、分析排舞運動對中學生心理健康的干預作用

相關(guān)研究表明，體育鍛煉可以鍛煉人的意志力，提高人面對挫折和困難的承受能力，改善人的情緒，協(xié)調(diào)人際關(guān)系，提高適應(yīng)能力，經(jīng)常參加體育鍛煉的人，其心理上的障礙遠遠少于不愛鍛煉的人，排舞運動可以增強舞者的身體協(xié)調(diào)能力和心肺功能，而且還能夠舒緩壓力、放松身心，兼具健身性與娛樂性，有助于培養(yǎng)中學生健康的心理狀態(tài)，形成堅強樂觀的人生態(tài)度，具體來說，排舞運動對中學生心理健康的影響體現(xiàn)在以下幾個方面：

（一）排舞運動有助于中學生增強心理滿足感

中學生在參加排舞運動時，會跟隨歡快的音樂舞動，這個過程是一個動態(tài)的健強身體的過程，中學生的運動量增加，心理上的滿足感也隨之提高，精神上緊張焦慮的情況會得到緩解，心情變得舒緩，進而心理愈發(fā)平和，面對問題時能夠更加沉著冷靜。

中學生融入排舞運動中，注意力得到轉(zhuǎn)移，能夠暫時忘記讓他們不安的事情，釋放壓力，從而產(chǎn)生輕松愉悅的情感，中學生在運動中逐漸學會調(diào)節(jié)自己的神經(jīng)活動，自控能力得到提升。

（二）排舞運動有助于中學生改善人際關(guān)系

現(xiàn)階段有很多中學生兄弟姐妹少，家長從小對他們百般呵護、溺愛，使得他們的獨立性差，對家長有很強的依賴性，有相當一部分中學生不會正確處理人際關(guān)系。排舞運動適合一個班的學生共同參與，不同的學生在參與的過程中，必然會與其他同學進行溝通交流，而且一個班級要想跳好舞，需要每一名學生盡心盡力，這一過程中學生的集體榮譽感會增強，會體會到與他人共同合作、相互幫助的樂趣，進而獲得改善人際關(guān)系的目的，幫助中學生克服人際交往中的困難。

（三）排舞運動有助于增強中學生的審美能力

排舞把音樂、藝術(shù)、文化、娛樂等融合到一起，排舞運動美妙的音樂、優(yōu)美的舞姿、輕快的舞步等都會帶給中學生美好的享受，中學生在排舞運動中會感受到體育的美、運動的美、音樂的美，從而提升自身的審美能力，擁有高水平審美能力的人，當面對學習和生活上的困難和壓力時，內(nèi)心會更加平和，情緒會更加穩(wěn)定。

（四）排舞運動有助于豐富中學生的精神世界

如今，我國的中學生都面臨著巨大的升學壓力，日常的學習生活比較單調(diào)，大部分時間都在和書本、試題打交道，接觸其他新鮮事物的機會比較少，而排舞運動可以豐富中學生的精神世界，中學生在跳舞的同時，能夠了解更多的優(yōu)秀文化。

總之，排舞運動最早是在美國發(fā)展流行起來的，后來傳到我國，它的舞步多樣、音樂內(nèi)涵豐富，容易學習，在很短的時間內(nèi)便在我國流行起來。很多中學生的精神壓力大，排舞運動可以幫助中學生釋放壓力，在舞蹈中放松心情，值得在我國的中學進行推廣。

參考文獻：

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第3篇：運動生物力學的運用范文

關(guān)鍵詞：運動損傷；防護服裝；運動生物力學；防護模型

中圖分類號：TS941.2 文獻標志碼：A

A Study on Protective Cloths Based on Sports Biomechanics

Abstract： Based on introducing sports biomechanics as well as current study on protective equipment and protective clothes， the article draws the conclusion that it is very important to study protective clothes by using sports biomechanics and puts forward the theoretical basis， technical problems and technical route for using sports biomechanics in garment applications.

Key words： sports injury； protective clothes； sports biomechanics； protective model

近年來，我國參與體育運動或日常鍛煉的人口越來越多。在對全國體育人口比例的調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，1996年的體育人口在總?cè)丝谥兴嫉谋壤秊?1.4%，2000年增加到33.9%，而到2007年又增加到37.1%，短短10多年的時間里增加了5.7個百分點。

但是在運動中，由于人們并未太多地注意保護自己，常常會引起相應(yīng)的關(guān)節(jié)、肌肉、韌帶的意外損傷。網(wǎng)球運動常常會導致肘部、肩袖部損傷，范？克拉莫（Von Kramer）對網(wǎng)球運動中出現(xiàn)的損傷進行過調(diào)查，結(jié)果表明，網(wǎng)球運動中肘關(guān)節(jié)損傷占全部損傷的41%，是最容易損傷的部位；肩袖損傷占其全部損傷的39%，僅次于網(wǎng)球肘。在跑步運動中，常常會發(fā)生小腿肌肉拉傷，有研究顯示，有高達35% ～ 65%的健身者與專業(yè)運動員曾經(jīng)發(fā)生過下肢損傷。老年人、小孩以及肢體殘疾人在日常的行走過程中，由于自身缺乏一定的平衡能力，往往會因為磕碰、摔倒等突發(fā)狀況而意外導致肌肉和骨骼損傷。有國外學者曾做過相關(guān)的研究，該研究揭示了在老年人的摔倒中，將近53%是因為行走、站立的不穩(wěn)定所導致的。

運動損傷已經(jīng)給運動員、業(yè)余愛好者、老年人、小孩等帶來了傷害，也是人們生命安全的重要隱患之一。也有不少人缺乏自我保護意識，認為在業(yè)余的體育鍛煉和比賽中，做準備活動，然后再多加注意一些，受傷的幾率也就小了，其實這種想法是不正確的。因為這種損傷，比如說扭傷、摔傷、各種磕碰傷，在運動損傷里只占到了2%，它的名稱叫做意外傷，而將近98%的損傷是那種運動技術(shù)性傷。所以基于運動的生物力學，研制減少骨骼與肌肉損傷的防護性服裝，是一個很大的趨向。

1 運動生物力學的研究

運動生物力學是生物力學的分支學科，是研究體育運動中人體機械運動規(guī)律的科學。其主要任務(wù)是運用生物學和力學的理論和方法研究人體從事各種運動、活動以及勞動的動作技術(shù)，使復雜的人體動作技術(shù)奠基于最基本的生物學和力學規(guī)律之上，并以數(shù)學、力學、生物學以及動作技術(shù)原理的形式加以定量描述。運動生物力學的發(fā)展與研究，為提高體育運動的成績、預防運動損傷、設(shè)計研發(fā)防護器材奠定了理論基礎(chǔ)。

1.1 運動生物力學的實際應(yīng)用

對于運動生物力學的研究，特別是在應(yīng)用上，具有自己的特色，大致可歸結(jié)為以下幾點：

（1）在競技體育運動動作的技術(shù)方面，根據(jù)人體的體態(tài)、素質(zhì)、機能等情況，研究適合個人的最佳運動和活動技術(shù)的動作方案，并通過動作技術(shù)診斷使之逐步完善；

（2）從預防運動損傷的觀點出發(fā)，對各種體育、活動以及生產(chǎn)勞動進行生物力學分析，找出致傷因素，并設(shè)計出相應(yīng)的預防與治療措施；

（3）運動生物力學不僅研究人體，而且也研究與運動相關(guān)的器械的運動規(guī)律，按照人體形態(tài)、結(jié)構(gòu)和機能的生物力學特征，設(shè)計和改進運動器材、設(shè)施、服裝與用具以及勞動機器、工具等。

1.2 運動生物力學與防護器材

從運動生物力學的角度出發(fā)，對體育運動或健身鍛煉中用于防護人身安全、避免運動損傷的器材，提出設(shè)計和改進的設(shè)想及要求，是一項非常艱巨的學科任務(wù)，當前基于運動生物力學研制的防護用品主要有護具、運動鞋。

新型橄欖球頭盔與傳統(tǒng)頭盔相比有著本質(zhì)的區(qū)別，新型頭盔的外層覆蓋了一種新型樹脂吸振緩沖材料，它可以有效地防止運動員以頭盔作為進攻武器沖撞對手。在運動的過程中，人體的各個關(guān)節(jié)肌肉常常由于過多的運動量或瞬間的揮擊、拉伸發(fā)生拉傷或震傷。戴上護具后，就可以對相應(yīng)部位的肌肉、韌帶加壓舒服，減緩可能的過度拉伸，并協(xié)助肌肉動作，對關(guān)節(jié)部位起到支撐作用。對于關(guān)節(jié)出現(xiàn)不同程度勞損的老人以及正在發(fā)育期的小孩來說，進行遠足郊游或體育鍛煉時，很有必要選擇一定的護具。

國內(nèi)外一線運動品牌，其運動鞋技術(shù)的每一項進步都離不開生物力學研究，結(jié)構(gòu)設(shè)計和技術(shù)創(chuàng)新都遵循人體運動生物力學原理。國際一線運動品牌都擁有自己的核心技術(shù)，如Nike的air氣囊鞋底科技和足跟穩(wěn)定技術(shù)、Adidas的HUG環(huán)抱系統(tǒng)和智能芯片技術(shù)、李寧新一代單弦弓減震技術(shù)等。無論核心技術(shù)如何創(chuàng)新變化，結(jié)構(gòu)設(shè)計必須遵循運動生物力學的原理，其主要的生物力學原理是緩震減震、能量回歸、足跟控制、模擬踝足和回歸自然。

2 防護服裝的研究

伴隨著運動的普及，傳統(tǒng)的防護服裝基本上從舒適性、結(jié)構(gòu)設(shè)計、功能材料等角度出發(fā)進行設(shè)計研究，通過研究改變或加強面料的性能來達到服裝吸濕排汗透氣、防火、防水等效果，或者從服裝結(jié)構(gòu)設(shè)計出發(fā)，采用多開口寬松式設(shè)計，在前胸、腋下、前后衣片采用連續(xù)開口散熱功能設(shè)計，設(shè)計了一套具有散熱功能的籃球比賽服裝。而在運動過程中能真正地起到對人體防護作用的，往往都是要通過佩戴護具來達到目的，從拳擊的頭盔到籃球的護足，每一個易受傷的關(guān)節(jié)都有相對應(yīng)的護具來產(chǎn)生防護的效果。

但是現(xiàn)階段基于運動生物力學研究的運動防護僅限于護具以及運動鞋，而客戶對防護服裝的要求卻逐漸從原來的吸濕排汗等舒適性方面提升到舒適、功能、美觀、防護一體化上來，更多地希望可以通過服裝本身就可以達到防護人體的目的。

所以，有必要從人體出發(fā)，通過測量人體各關(guān)節(jié)點運動的三維坐標數(shù)據(jù)的變化，將其轉(zhuǎn)化為人體關(guān)節(jié)運動的生物力學參數(shù)，通過分析生物力學參數(shù)數(shù)據(jù)，建立人體防護模型，明確服裝面料與防護模型相互之間的關(guān)系，并結(jié)合服裝材料學、服裝結(jié)構(gòu)設(shè)計、人體工效學等相關(guān)知識，設(shè)計具有防護性能的服裝。

3 運動生物力學在服裝上的應(yīng)用

在體育運動、日?；顒右约吧a(chǎn)勞動中骨骼和肌肉損傷是難以避免的問題，解決這一難題，必須以人體運動為目標，運用人體解剖學、人體生理學、力學的理論與方法來探索人體運動規(guī)律，根據(jù)骨骼和肌肉的變化，建立外部防護模型，獲取防護服裝所需達到的力學參數(shù)，為開發(fā)運動防護服裝提供理論依據(jù)。

3.1 理論依據(jù)

在運動過程中，骨骼及肌肉功能模型的研究比較成熟，是確定肌肉長度、肌肉拉力線、肌力臂、肌力矩、肌力等關(guān)鍵因素，但卻沒有明確指出骨骼及肌肉損傷的臨界值，建立外防護模型是解決該問題的關(guān)鍵途徑。

基于人體骨骼與肌肉的動力學模型，模擬在外部約束條件下骨骼和肌肉的變化，通過逆向動力學方程式和有限元模擬獲取相關(guān)參數(shù)，建立外防護機制，即防護模型；在外加反應(yīng)實驗的作用下，明確服裝材料的性能與外防護模型之間的關(guān)系，為研制高質(zhì)量的運動防護服裝、減少運動過程中骨骼及肌肉的損傷提供理論依據(jù)。

3.2 技術(shù)問題

（1）建立骨骼及肌肉的模型，需要運用動態(tài)捕捉系統(tǒng)捕捉關(guān)鍵點的運動信息，測量人體在空間的位置和方向，即人體骨骼、關(guān)節(jié)的運動軌跡。動態(tài)捕捉系統(tǒng)通常分類為 3類：機械式、電磁式和光學式，價格不菲。

（2）結(jié)合人體運動軌跡的數(shù)據(jù)，通過人體建模仿真軟件進行模擬，并推導出骨骼及肌肉的最優(yōu)化的防護機制。

（3）通過實驗驗證分析，明確防護模型與服裝面料的性能特征之間的關(guān)系，為研發(fā)防護性能最優(yōu)的服裝提供依據(jù)。

3.3 研究方案

針對一項具體的運動，主要研究內(nèi)容有以下幾個方面：

（1）運用動態(tài)捕捉系統(tǒng)捕捉人體關(guān)鍵部位的空間運動軌跡；

（2）借助人體建模仿真軟件，將空間運動軌跡的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為生物力學參數(shù)，如各關(guān)節(jié)的位移、速度、加速度及肌肉長度、肌力臂、肌力矩等，進而計算出有關(guān)人體防護力學參數(shù)；

（3）基于骨骼及肌肉模型，運用逆向動力學的方法，建立人體外部防護機制；

（4）根據(jù)各種服裝材料的性能，通過有限元的模擬，確定材料的性能與防護模型相互之間的關(guān)系，獲取防護服裝所需的防護參數(shù)；

（5）人體建模仿真軟件對所獲取的服裝防護參數(shù)進行模擬，以進一步獲得最優(yōu)防護的服裝。

技術(shù)路線如圖 1 所示。

4 結(jié)語

運動損傷常常給運動員、體育愛好者、老人、小孩等帶來意想不到的身體傷害，然而，傳統(tǒng)的防護服裝基本上從服裝的舒適性角度進行研究，通過改變面料的特性來達到服裝的防濕透氣、吸濕排汗等，或從服裝的結(jié)構(gòu)設(shè)計出發(fā)，改變服裝衣下間隙、開口特征等來提高服裝的著裝舒適性。國外對于運動防護服及裝備的研究則比較深入，從人體的頭部到腳的各個器官都配有特定的防護用具，所以基于運動生物力學研究防護服裝必將是未來的研究熱門。

外防護模型的建立是運動生物力學應(yīng)用到服裝領(lǐng)域的關(guān)鍵，也是制約防護服裝研發(fā)的主要因素。防護模型的研究處于起步階段，只有建立起防護模型，才能進一步明確服裝材料與防護力學參數(shù)之間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系，也為研制減少運動損傷的運動裝備奠定技術(shù)基礎(chǔ)。

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第4篇：運動生物力學的運用范文

（一）國家社會科學基金對體育理論和競技體育學研究導向不強

作為國家體育類最高級別的科研基金項目，國家社科基金項目體育學立項資助基金項目，從宏觀上反映了我國體育學科研究的熱點、難點、重點及發(fā)展方向［1］，對體育學科學研究提供了導向，起統(tǒng)領(lǐng)作用，反映了國家對體育學科學研究的宏觀指導，其課題研究居于國內(nèi)重大理論問題和實踐問題之前沿，研究成果在一定程度上代表了我國體育學科學研究的最高水平。調(diào)查統(tǒng)計得知，競技體育學14年來在國家社會科學基金立項58項，約占立項總數(shù)的11．65％，位列第四；體育理論立項55項，約占立項總數(shù)的11．04％，位列第五，而社會體育學立項99項，約占立項總數(shù)的19．88％，位列第一，同時體育社會學立項63項，約占立項總數(shù)的12．65％，位列第二，社會體育學和體育社會學兩學科立項約占立項總數(shù)的32．53％。從數(shù)據(jù)中我們不難看出，從立項單位到體育工作者，都把研究重心放在了社會體育學、體育社會學、體育管理學，忽視了體育基礎(chǔ)理論和競技體育學的研究。體育基礎(chǔ)理論在體育學研究中具有基礎(chǔ)性的地位和作用，它是我們客觀、深入、全面、系統(tǒng)地認識體育的知識基礎(chǔ)，也是實現(xiàn)體育跨越式發(fā)展和應(yīng)用研究創(chuàng)新的“基石”。社會體育的發(fā)展不僅需要有“文”，更需要“理”的基礎(chǔ)來支持。

（二）國家自然科學基金入口窄立項難

近年來，自然科學基金資助方式隨著社會、經(jīng)濟和科技的發(fā)展，呈現(xiàn)出多元化趨勢。體育學科申報自然科學基金較晚，調(diào)查顯示，截止到2009年，僅有國家體育總局運動醫(yī)學研究所在2006年申請的立項被立項為化學科學部的重點項目，資助經(jīng)費180萬元，8年來體育學科的立項課題多數(shù)為面上項目，共計40項，青年科學基金項目僅立項3次，體育學在自然科學基金上的立項相對其他基金項目較少，并且資助率較低，立項難度非常大，如歷年來獲得面上項目立項最多的北京體育大學，8年間申請了約69個立項課題，被批15個，資助率21．74％，且大部分都是面上項目。體育學科學研究也隸屬于自然科學研究范疇，我國體育院校的體育工作者多是以體育教育訓練學專業(yè)為主，如何從生物科學和化學科學的角度，充分重視體育基礎(chǔ)理論知識（運動生理學、運動生物力學、運動解剖學）去實踐科學研究，是當前亟須解決的重大問題。競技體育、學校體育、社會體育、體育產(chǎn)業(yè)等學科應(yīng)在運動解剖學、運動生理學、運動生物力學、運動醫(yī)學、運動營養(yǎng)學等基礎(chǔ)理論學科的指導下進行科學體育實踐活動，體育的每項技術(shù)動作都與運動解剖學、運動生理學、運動生物力學、運動生物化學、運動醫(yī)學等基礎(chǔ)理論學科密切聯(lián)系，沒有基礎(chǔ)研究的體育學科學研究，其兩腳只能懸在空中，沒有基礎(chǔ)學科做堅實的保障我們無法探尋科學研究的本質(zhì)。

二、體育科學研究的對策

（一）科學研究理念與時俱進

當以技術(shù)革命為基本核心推動工業(yè)革命向更深的層次和更廣的領(lǐng)域發(fā)展的時候，人們在不知不覺中就以科學信息技術(shù)體系為基本框架，從而建構(gòu)了一個全新的人類社會發(fā)展藍圖———隨著科學發(fā)展的日新月異，運動解剖學、運動生理學、運動生物力學等基礎(chǔ)保障學科的發(fā)展在信息技術(shù)的支撐下取得了長足的發(fā)展，對于我們進一步研究人體運動系統(tǒng)———骨關(guān)節(jié)、肌肉等深層次、細致的研究，提供了技術(shù)支持和保障，運用瑪雅技術(shù)和ANSYS有限元分析軟件的結(jié)合，可使將來體育能夠腳踏實地的在運動解剖學、運動生理學、運動生物力學等基礎(chǔ)保障學科上去研究教育學、訓練學、運動醫(yī)學、運動營養(yǎng)、運動與養(yǎng)護、運動與健康等學科，去發(fā)展和完善體育學科，進一步深層次地探究人的全面發(fā)展，否則以教育和訓練結(jié)合為主導的體育科學研究體系則顯得十分蒼白。體育科學研究是體育軟實力的重要組成部分［2］，因此應(yīng)充分發(fā)揮體育軟實力的重要作用，把握好體育軟實力的導向作用，加強對體育學深入、細致的研究，逐步爭強對國家自然科學基金體育學立項研究，充分發(fā)揮現(xiàn)有的經(jīng)驗優(yōu)勢，多爭取國家自然科學基金的立項。

（二）重視體育學科中運動生物力學等基礎(chǔ)學科的作用

通過對國家社科基金和自然科學基金的統(tǒng)計分析，我們可以看出體育工作者很少有從基礎(chǔ)學科的角度去研究、去探索體育學。例如，運動生物力學是一門實踐性很強的學科，它的研究領(lǐng)域非常廣泛，既有對人體自身器官如骨骼、肌肉生物力學特性的研究，也有對人體整體運動如各種項目動作技術(shù)的診斷，既有對人體模型的力學分析，又有對人體運動的實驗測試。近些年來，隨著現(xiàn)代科學技術(shù)的日新月異，尤其是電子學、機械學、材料學、光學、瑪雅技術(shù)、ANSYS有限元分析技術(shù)、激光技術(shù)、傳感器技術(shù)、計算機技術(shù)等相關(guān)學科的飛速發(fā)展以及社會需求的不斷增長，運動生物力學的研究領(lǐng)域也在不斷拓展，如對人與體育儀器器材關(guān)系的研究正朝著又一個新興的邊緣學科———體育工程學發(fā)展。人們不僅關(guān)注競技體育，也開始重視全民健身，這為運動生物力學的發(fā)展提供了一個良好的氛圍和契機。但就是如此重要的基礎(chǔ)學科，在近幾年的體育科學研究中卻寥寥無幾，我國在競技體育及其他領(lǐng)域取得的成績，總結(jié)其規(guī)律、探討其本質(zhì)時很難進行科學的量化和評價。

（三）優(yōu)化課程結(jié)構(gòu)

第5篇：運動生物力學的運用范文

摘要：在籃球的教學中投籃技術(shù)占有很大的比重，在中學的籃球教學中碰板球是學生們?nèi)菀渍莆盏耐痘@技術(shù)。本文運用運動生物力學來分析投碰板球時的出手角度，出手力量，碰板角度，碰板點等，以提高籃球教學中投碰板籃的命中率，提高籃球教學的質(zhì)量和激發(fā)中學生的學習興趣。

關(guān)鍵詞：籃球教學；碰板球；生物力學；分析

投籃是進攻隊員為將球投入籃筐而采用的專門動作方法.它是籃球運動的主要進攻技術(shù),是籃球比賽中得分的唯一手段［1］。一切技戰(zhàn)術(shù)運用的目的,都是為了獲得投籃得分機會,投籃技術(shù)是組成全隊進攻的中心環(huán)節(jié)和決定勝利的重要保證。在籃球教學中投籃技術(shù)也是保證學生學習積極性的保障，在中學的籃球教學中投籃技術(shù)主要有單手肩上投籃、胸前投籃、單手低手肩上投籃、單手高手肩上投籃［2］。在中學生身高、年齡、力量還沒有發(fā)育到成熟時期，只有讓學生感受到籃球的樂趣才激發(fā)學生的學習積極性和運動興趣。根據(jù)中學生的生理和心理條件，對出手角度、出手力量、碰板角度、碰板點的生物力學進行分析，以提高中學生籃球的教學質(zhì)量和學習積極性。

1.研究方法

1.1理論分析法

運用運動生物力學理論對投碰板球的技術(shù)動作進行分析,以取得提高投籃命中率的理論依據(jù)。

1.2觀察比較法

觀察各種大小比賽：NBA（主要是馬刺隊的鄧肯）、奧運會、CBA等優(yōu)秀運動員投碰板籃動作特點的觀察。

1.3文獻資料法

廣泛查閱有關(guān)籃球教材科技文獻及網(wǎng)絡(luò)資料,對投碰板球技術(shù)方法進行比較分析,從而提出科學的、正確的碰板投籃技術(shù)。

2.結(jié)果與分析

投碰板球的技術(shù)是指運動員投籃時身體各部位綜合協(xié)調(diào)用力的過程。由下肢蹬地發(fā)力,然后沿著向籃出手的方向伸展身體,特別是借助脊柱伸展的慣性促使下肢、軀干和上肢連貫、協(xié)同配合,將身體各部位肌肉的力量最后積聚于手臂、手腕和手指部位,以伸展手臂、手腕的翻轉(zhuǎn)與抖屈及手指的彈撥動作將球投出.球在空中飛行時已籃板發(fā)生打撞，改變籃球的飛行路線而進球的技術(shù)動作［3］。

2.1身體姿勢

運動員投籃前的身體狀態(tài)是保持身體平衡,便于投籃協(xié)調(diào)用力的必需條件.為此正確的身體姿勢要求是腳分前后鈄向站立,投籃手同側(cè)腳在前,兩膝彎曲,含胸收腹,身體重心落在兩腳之間,上體稍前傾,雙手持球于胸前,即形成持球基本站立姿勢.投籃時在此基礎(chǔ)上加上持球手法就是投籃前的準備動作［4］。

2．2出手拋物線和角度

投籃時球出手后在空中運行的軌跡稱為投籃拋物線.碰板角是指球進入籃圈前一瞬間的運行軌跡和籃板發(fā)生打撞的曲線和在該點的切線與籃圈平面所形成的夾角.拋物線的高低影響著碰板角的大小,碰板角合適與否是球能否進入籃筐的關(guān)鍵［5］。由于投籃時球出手點低于籃圈水平面,所以,必須依靠適宜的拋物線獲得合理的碰板角度,而拋物線的高低是由投籃時出手角度和出手力量決定的.適宜的拋物線不僅能夠取得合理的碰板角度,也反映了正確的出手力量與角度及其控制球的飛行方向和落點［6］。

2．2．1投不旋轉(zhuǎn)碰板球

不旋轉(zhuǎn)球碰板后基本上以相同的角度反彈回來,入籃角和反射角大致相等.正面碰板和側(cè)面碰板的情況又有所不同.投正面碰板球時,碰板點的高低,取決于投籃的力量和飛行弧線.球的飛行弧度越大,入籃角和反射角也越大,碰板點(在30cm的位置)就應(yīng)當相應(yīng)地也升高一些［7］.如果碰板點很高,又以較小的入籃角碰板時,球?qū)⒃诨@板反彈以后超越籃筐上方而飛過.投側(cè)面碰板球時,碰板后也是以相同的角度回彈出去。球碰籃板后受到籃板的反彈力F作用,獲得較小的入籃角。

2．2．2投旋轉(zhuǎn)碰板球

投出的旋轉(zhuǎn)碰板球比不旋轉(zhuǎn)的碰板球飛行的弧度要高一些。如投正面碰板球是打籃板的垂直面。由于球是向后旋轉(zhuǎn),碰板時球的旋轉(zhuǎn)力是向上作用于籃板,而籃板的切向反作用力則向下作用于球。這樣球在向下的籃板切向反作用力的作用下,第一,會使球的旋轉(zhuǎn)速度減慢;第二,這個向下的籃板切向反作用力使球增加了一個向下的速度v′,于是反射角速度不再是v而是v和v′的合成速度v合。因此說,投向后旋轉(zhuǎn)的碰板球時,不是沿著速度v的方向反彈回來,而是在籃板摩擦反作用力的作用下,向合速度v合的方向彈回。除受到籃板的反彈力F作用外,同時受到因旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的籃板的反作用力f的作用,二者的合力方向指向籃圈,使球得到較大的入籃角度,容易中籃。

2．3碰板點

碰板點是運動員投籃時眼睛注視籃板的某一點.它能使隊員在一瞬間目測出籃圈的精確方位和距離,從而判斷投籃出手的用力大小,速度快慢,弧線和落點,使球準確入籃。碰板投籃的瞄準點是將球投向籃板并能使球入籃的一點.碰板投籃適用于投籃隊員與籃板平面呈15°-45°角的位置,以30°角左右效果最好。碰板投籃時,可根據(jù)投籃距離、角度的不同,投籃瞄準點也應(yīng)隨之有所變化。通常投籃的碰板角度小、距離遠,則碰板點離籃圈的距離高而遠;如果碰板角度大、距離近,則瞄準點離籃圈就應(yīng)低而近。

2.4動作原理 碰撞定律

碰撞定律是動量定理的特例,但應(yīng)用時需考慮不同材料的恢復系數(shù)問題。在運用碰板球技術(shù)投球時,從籃板與球接觸時起,球先發(fā)生形變,當球在達到極限形變量時開始恢復。球在恢復過程中受到球自身彈形變力(彈性勢能的重新釋放),當球完全恢復原形時,球即離籃板而去,籃板失去對球的作用力?？梢?球的形變和復形起到了延長籃板對球的作用時間。

3.結(jié)論

(1)投碰板球技術(shù)含有人體運動的多種規(guī)律,其中,運動生物力學內(nèi)容起著決定作用.教師和學生此應(yīng)引起高度重視,在籃球教學訓練中,要充分利用投碰板球技術(shù)的力學因素,共同攜手積極探索和運用提高投籃命中率的科學規(guī)律。

(2)投籃動作是由多個技術(shù)環(huán)節(jié)構(gòu)成的,各環(huán)節(jié)之間是相輔相承的整體。掌握投碰板球技術(shù)要重視各環(huán)節(jié)技術(shù)的功能作用與協(xié)調(diào)運作關(guān)系,并注意發(fā)揮各環(huán)節(jié)技術(shù)的綜合效應(yīng)。為學生奠定良好的籃球基礎(chǔ)，以提高學生的運動興趣，樹立終身體育的理念打下基礎(chǔ)。

(3)中學籃球運動教學訓練應(yīng)以投籃技術(shù)為中心,低段學習時應(yīng)多進行碰板球投籃練習，以提高學生的自信心，以帶動其它技術(shù)的全面發(fā)展。教師要嚴格要求學生進行刻苦訓練,要與傳球、運球、突破和假動作等技術(shù)結(jié)合起來進行投籃訓練,這有利于培養(yǎng)學生隨機善變意識。加強隊員的心理與作風訓練,也有助于提高學生在比賽中的準確投籃能力。教師充分利用碰板球投籃技術(shù)的力學因素，積極探索和運用碰板球投籃命中率的科學規(guī)律，要重視各環(huán)節(jié)技術(shù)的功能作用與協(xié)調(diào)運作關(guān)系。（云南師范大學體育學院;云南;昆明；650500）

參考文獻

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［2］ 葉國雄.陳樹華.籃球運動研究必讀［M］.北京:人民體育出版社,1999.

［3］ 李勇.劉健.從力學角度分析球的后旋在中遠距離投籃中的作用［J］,遼寧體育科技,2001,(4):20

［4］ 張樹安.單手肩上投籃技術(shù)動作的解剖學分析［J］.遼寧師范大學學報（自然科學版）,2001年12月,第24卷第4期

第6篇：運動生物力學的運用范文

關(guān)鍵詞：有限元法；手部；建模；生物力學

1 有限元法的發(fā)展歷史及在人體生物力學中的運用

1.1有限元法的發(fā)展歷史 有限元法（finite elementsmethods，F(xiàn)EM）即有限元素法[1]，是一種在工程科學技術(shù)中廣泛應(yīng)用的數(shù)學物理方法，用于模擬并解決各種工程力學、熱學、電磁學、生物力學等問題。其基本思想是把一個由無限個質(zhì)點和有無限個自由度構(gòu)成的連續(xù)體劃分為有限個小單元體組成的集合體，用離散化的有限單元模型代替原有物體。通過對每個單元的力學分析，獲得整個連續(xù)體的力學性質(zhì)。有限元法最早可上溯到20世紀40年代?，F(xiàn)代有限法的第一個成功的嘗試是在 1956年，Turner、Clough等人在分析飛機結(jié)構(gòu)時成功應(yīng)用有限元法求解。1960年，Clough第一次提出了"有限元法"概念，使人們認識到它的功效。我國河海大學教授徐芝綸院士首次將有限元法引入我國，對它的應(yīng)用起了很大的推動作用。

1.2有限元法運用于人體生物力學研究 1972年，Brekelmans[2]等首次報道將有限元分析方法應(yīng)用于生物力學方面研究。80年代后，應(yīng)用范圍逐步擴展到顱面骨、頜骨、股骨、牙齒、關(guān)節(jié)、頸椎、腰椎及其附屬結(jié)構(gòu)等生物力學研究中。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展、分析工具的完善以及實踐的增多，有限元方法顯示了極大的優(yōu)越性并已逐漸成為研究人體生物力學的重要手段。人體力學行為研究基本無法采用傳統(tǒng)的力學實驗方式來進行，因而有限元建模愈來愈成為深化人體認識的有效措施。基于有限元軟件日益完善的建模功能及兼融其它計算機輔助設(shè)計（Computer Aided Design，CAD）軟件特性，真實再現(xiàn)三維人體骨骼、肌肉、血管、器官等組織成為可能，并在虛擬現(xiàn)實實驗中，通過材料賦值、幾何約束、固定載荷等過程，對擠壓、拉伸、彎曲、扭轉(zhuǎn)、三點彎、抗疲勞等力學實驗進行模擬，能求解獲得給定實驗條件下模型任意部位變形、內(nèi)部能量變化、應(yīng)力/應(yīng)變分布、極限破壞等數(shù)據(jù)[3]。

1.3有限元法在人體生物力學研究中的建模思路 有限元建模即建立為數(shù)值計算提供原始數(shù)據(jù)的計算模型，需要通過建立幾何模型、材料賦值、網(wǎng)格劃分、施加約束與載荷，最后進行求解等步驟實現(xiàn)，是有限元法仿真試驗最關(guān)鍵環(huán)節(jié)。摸型的幾何相擬性直接影響計算的結(jié)果，醫(yī)學有限元模型的建立首先需要獲得人體特定部位的幾何數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)可以從幾何參數(shù)設(shè)定、激光掃描、標本切片和磨片以及醫(yī)學影像圖像獲得。其中醫(yī)學影像法最為以無創(chuàng)的方式提供了高精度的人體解剖結(jié)構(gòu)形態(tài)，基于醫(yī)學影像技術(shù)建模是目前人體有限元建模的主要手段，可以實現(xiàn)人體解剖結(jié)構(gòu)的可視化乃至生物力學仿真的有限元模型。包括X射線、超聲、CT、MRI等途徑，其中CT掃描是主流方式，CT結(jié)合MRI是新亮點。

通過X射線照片方式建模是指利用不同方位的多幅X射線照片獲得幾何數(shù)據(jù)重建三維模型，是一種經(jīng)濟、可行的方式。但因信息獲取不完整，建模過程復雜，對研究者經(jīng)驗要求較高，現(xiàn)行醫(yī)學有限元建模中應(yīng)用較少。還有研究者基于超聲影像技術(shù)建模，如趙婷婷[4]等基于超聲建立了乳腺有限元模型；張桂敏[5]等在研究二尖瓣狹窄患者二尖瓣下游湍流剪應(yīng)力變化方面，運用超聲影像圖像建立了二維有限元模型，為心瓣流體力學研究探索新的方法學途徑。目前基于超聲的有限元分析研究多集中在機械制造、土木工程等領(lǐng)域，并多采用二維有限元法分析，還沒有注意到與醫(yī)學相關(guān)的基本超聲影像技術(shù)的三維有限元研究相關(guān)報道。這或許是因為基于超聲影像技術(shù)的力學研究本就較少，三維、四維超聲的概念提出較晚，與重點應(yīng)用在工程技術(shù)方面的有限元法結(jié)合運用更是鮮有。相較X線與超聲而言，CT/MRI圖像法在醫(yī)學有限元建模中應(yīng)用更為普遍。MRI技術(shù)具有很高的組織對比分辨率、解析高以及無離子化輻射等特點，能清晰顯示人體結(jié)構(gòu)的組織學差異和生化變化?；贛RI圖像能獲得細致的幾何模型。但MRI偏向于對肌腱、韌帶等軟組織的分辨，對骨的分辨不如CT清晰。此外，目前國內(nèi)常用的核磁共振機掃描層厚和掃描間距一般都在2mm以上，無法獲得更詳細的幾何數(shù)據(jù)，影響到重建圖像的清晰度精確性。基于CT掃描獲得幾何數(shù)據(jù)的建模的方法目前應(yīng)用最為廣泛。CT根據(jù)密度不同來確定信號的強弱，可以通過調(diào)節(jié)掃描條件，使任何復雜形態(tài)和各種密度的組織都有較高的分辨率，適用于任何復雜形態(tài)和各種密度的三維結(jié)構(gòu)?？汕逦@示骨與軟組織的邊界，通過醫(yī)學成像系統(tǒng)能獲得骨骼比較準確的幾何數(shù)據(jù)，其不足之處在于對軟組織的分辨率相對較低，無法從醫(yī)學成像系統(tǒng)獲得準確的肌肉、韌帶、腔等組織幾何數(shù)據(jù)，須參考相關(guān)解剖資料。CT/MRI數(shù)據(jù)重建的三維模型，能夠真實的再現(xiàn)被掃描對象的表面特征及內(nèi)部結(jié)構(gòu)，CT的空間分辨率高于MRI，CT對骨組織與軟組織邊界顯示更為清晰，而MRI的對比分辨率高于CT，特別是軟組織對比明顯優(yōu)于CT。通過CT結(jié)合MRI法將能融合二者優(yōu)勢，但對研究者圖像處理技術(shù)有更高的要求。通過文獻檢索發(fā)現(xiàn)，目前CT提取骨組織結(jié)合MRI提取軟組織方法的研究報道較少。徐志才[6]等基于CT影像數(shù)據(jù)構(gòu)建了包含股骨、脛骨和腓骨的實體模型，并基于MRI影像數(shù)據(jù)構(gòu)建了包含股骨軟骨、脛骨軟骨、內(nèi)外側(cè)半月板和內(nèi)外側(cè)副韌帶的三維實體模型。將CT和MRI影像數(shù)據(jù)進行配準融合，獲得包含骨性和非骨性結(jié)構(gòu)的膝關(guān)節(jié)三維實體模型。

2 有限元建模的常用軟件

人體生物力學有限元模型的精確性對有限元分析結(jié)果的合理性有直接影響。三維重建技術(shù)與有限元方法及其他虛擬現(xiàn)實技術(shù)的結(jié)合是未來發(fā)展的方向，這有賴于這些集成強大圖像處理功能的有限元軟件的發(fā)展。常用的建模輔助軟件有：MIMlCS、MATLAB、CAD、Geomagic Studio等軟件。其中最常用的是MIMlCS軟件，它的FEA模塊可以將掃描輸入的數(shù)據(jù)進行快速處理建立3D模型，然后對表面進行網(wǎng)格劃分以應(yīng)用在有限元分析中。它還可基于掃描數(shù)據(jù)的亨氏單位對體網(wǎng)格進行材質(zhì)分配。MIMICS的網(wǎng)格重劃功能能方便地將不規(guī)則三角片轉(zhuǎn)化成趨近于等邊的三角片，顯著提高STL模型的質(zhì)量和處理速度，對輸入數(shù)據(jù)進行最大限度的優(yōu)化，目前版本已發(fā)展到MIMICS17.0?，F(xiàn)常用有限元軟件有：Ansys、ABAQUS、NASTRAN、COSMOS等。其中最常用的是Ansys軟件，目前版本已發(fā)展到Ansys15.0。

3 手部三維有限元的運用進展

手部因其解剖結(jié)構(gòu)復雜、運動靈活精細、力學分析困難的周圍組織對手部力學因素有重要影響等方面原因，研究較人體其它部位明顯偏少。在工程領(lǐng)域方面，楊德偉[7]等基于CT掃描數(shù)據(jù)結(jié)合ABAQUS軟件建立了手抓握模型。幾何模型通過人手CT掃描后簡化處理得到，建立的手模型簡化為以皮膚、肌肉、神經(jīng)、血管等軟組織為整體的軟組織模型和手部骨骼模型兩部分，手部復雜的組織結(jié)構(gòu)未曾細化。抓握功能通過參數(shù)約束、程序運動規(guī)劃控制下實現(xiàn)，而并非基于神經(jīng)肌電活動模擬，也非通過骨、肌肉施加荷載得到，本模型在工程領(lǐng)域有一定實用價值，但遠不能滿足醫(yī)學研究的需要；陳志翔[8]等在研究機器人虛擬手過程中，通過參考手部解剖結(jié)構(gòu)，建立手部肌肉模型，并以程序設(shè)計約束指間運動關(guān)系，通過控制肌肉收縮量來實現(xiàn)手指運動，較好的擬真了手指運動機理。但模型基于數(shù)學方程人為控制，而非通過人手實際解剖結(jié)構(gòu)獲得。在醫(yī)學領(lǐng)域方面，Carrigan等[9]通過CT掃描，最先建立了包括韌帶、軟骨、8塊骨骼在內(nèi)的手腕關(guān)節(jié)復合模型；國外的Ko等和國內(nèi)的郭欣等[10]都建立了腕管的三維有限元模型，為進一步探討腕部結(jié)構(gòu)的力學行為提供了一個可操作的平臺；Anderson等[11]最早通過腕關(guān)節(jié)三維有限元模型模擬了創(chuàng)傷性關(guān)節(jié)炎病理改變；Bajuri MN[12]等通過CT掃描，參照診斷標準，建立了首例類風濕性關(guān)節(jié)炎患者腕關(guān)節(jié)三維有限元模型。國內(nèi)其它學者也以解決臨床問題為出發(fā)點，對手的部分結(jié)構(gòu)三維有限元模型的建立進行了積極的探索，如孟立民[13]建立了第一、二掌骨和大多角骨三維有限元模型，并模擬Bennett骨折和微型外固定器外固定及克氏針內(nèi)固定治療情形，研究兩種治療方法優(yōu)劣問題；董謝平等[14]以中國力學可視人原始資料為依據(jù)，構(gòu)建帶軟組織的正常手腕和佩帶腕保護器手腕的三維有限元模型，驗證了腕保護器防護腕部骨折的有效性；顏冰珊等[15]建立了正常下尺橈關(guān)節(jié)三維有限元模型研究了前臂橈骨骨折的臨床問題；張浩[16]等基于現(xiàn)有個人電腦平臺，建立了腕關(guān)節(jié)有限元模型，進一步證明利用醫(yī)學圖像處理軟件和三維重建軟件準確、快捷地構(gòu)建腕關(guān)節(jié)的三維有限元模型有可行性。

4 小結(jié)

手部建模是虛擬現(xiàn)實領(lǐng)域研究的熱點之一，在工程領(lǐng)域主要是機器人手的擬真研究，尤重抓握功能，在醫(yī)學領(lǐng)域更多涉及腕關(guān)節(jié)這一部分結(jié)構(gòu)，囊括手部骨骼、關(guān)節(jié)、肌肉、韌帶、筋膜、血管、神經(jīng)、皮膚等組織結(jié)構(gòu)較完整的手部有限元模型尚未見諸報道。手部的骨骼、關(guān)節(jié)數(shù)目較多、相互關(guān)聯(lián)較復雜，是一個復合性的機械結(jié)構(gòu)，在建模時要同時考慮到骨骼、關(guān)節(jié)面、韌帶、肌腱及其它周圍組織在生物力學中的作用。目前，手部有限元建模研究較人體其它部位少，還沒有形成較完整、成熟的模型，更沒有統(tǒng)一的建模標準。如何將三維可視化手建成物理手的有限元模型是現(xiàn)階段研究難點，也是實現(xiàn)虛擬生理手模型建立的必然階段，相信隨著計算機技術(shù)的進步及多學科更好的融合，手部有限元模型研究將有更為廣闊的前景。

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第7篇：運動生物力學的運用范文

關(guān)鍵詞:知名籃球鞋;耐克全掌氣墊籃球鞋;安踏非氣墊籃球鞋;力學性能

中圖分類號:G804.61文獻標識碼:A文章編 號:1007-3612(2010)05-0059-03

An Experimental Study on Mechanical Properties of Well-known Bas ketball Shoes at Home and Abroad

QIU Qiner1,LU Yichen2,LI Jianshe3

(1.Department of Physical Education, Ningbo University, Ningb o 315211, Zhejiang China;2.Zhejiang Wanli University, Ningbo 315100, Zh ejiang China; 3.Zhejiang College of Sports, Hangzhou 311123, Zhejiang C hina)

Abstract: The purpose of this study was to explore mechanical properties and eva luate mechanical effect of the wellknown foreign fullpalmair basketball sh oes of the Nike and domestic nonair basketball shoes of Anta. The method

is to conduct experiment on the mechanical properties of these shoes. The stres s tests show that, almost all mean pressure and peak pressure of Anta was slight ly higher than Nike on “shoesground"indicators, but the average pressure an d peak pressure value does not exist significant differences(P>0.05). Thevertical jump tests show that the height of vertical jump of Anta was slightly

higher than the Nike but without significant difference. The friction coefficie nt tests show that dynamic or static friction coefficient of Nike is superior th an Anta, and the dynamic or static friction coefficient does exist significant d ifferences(P

Key words: well-known basketball shoes; full-palm-air basketball shoes o f Nike; non-air basketball shoes of Anta; mechanical properties

中國是世界上最大的運動鞋生產(chǎn)和制造基地,在如今全球范圍內(nèi),每兩雙運動鞋中就有 一雙是中國制造的。國內(nèi)著名品牌運動鞋在最近兩年內(nèi)適應(yīng)市場專業(yè)細分后,開始了自己真 正的專業(yè)開發(fā),但其專業(yè)性能無法與Nike、Adidas、Asics、Reebok等國際品牌相抗衡。中 國的運動鞋品牌公司很少有自己的研發(fā)中心,基本上還是處于產(chǎn)品開發(fā)的水平,根本沒有自 己的運動生物力學、生理學、運動學的研究機構(gòu)支撐其品牌的專業(yè)化發(fā)展,更多以款式獲得 消費者的青睞。

幾乎所有的生產(chǎn)廠家都宣傳自己產(chǎn)品在部分力學性能上的優(yōu)越性,提高產(chǎn)品核心競爭力 和附加值,從而影響消費者的認知,產(chǎn)生明顯的價值差異。然而大部分籃球運動鞋僅僅只是 設(shè)計上的美觀而缺少實際功能價值,受外界沖力的減少不一定意味著更有效的減少運動損傷 ,因為膝關(guān)節(jié)損傷的重要因素更多的是運動中的踝關(guān)節(jié)外翻損傷所致。本論文基于實驗方法 對國內(nèi)外二款知名籃球鞋的部分力學性能進行測試,評價這兩款籃球鞋的生物力學功效。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象 以國內(nèi)知名品牌安踏非氣墊籃球運動鞋與國際著 名品牌耐克氣墊籃球運動鞋的力學指標性能為研究對象。

1.2 研究方法

1) 采用Kistler進行足底壓力實驗,實驗對象為寧波大學體育學院學生,對被試進行一周 的動作訓練,保證實驗動作的一致性。讓青年男性大學生穿著國外知名品牌耐克全掌氣墊籃 球鞋和國內(nèi)知名品牌安踏非氣墊籃球鞋,測試“鞋-地”界面力學參數(shù),測試前沒有劇烈的 運動,在安靜環(huán)境下隨機穿鞋進行測試,每次測試間隔時間為20 min。

2) 采用Quattro Jump縱跳板進行雙手叉腰原地縱跳實驗,每位被試穿“耐克”全掌氣墊 籃球鞋和“安踏”非氣墊籃球鞋分別進行縱跳,被試雙手叉腰,雙腳自然開立于Quattro Ju mp縱跳板上,聽到起跳信號后開始縱跳,記錄被試穿著每一款籃球鞋竭力縱跳十次的相關(guān)高 度,每次縱跳測

投稿日期:2009-04-15

作者簡介:裘琴兒,副教授,碩士,研究方向運動人體科學。 量間隔10 min,讓被試充分休息。

3) 實驗用鞋:實驗用鞋購置于大型百貨商店“耐克”和“安踏”品牌特許零售商專柜。

黑色:“安踏” 非氣墊籃球鞋(產(chǎn)品編號:162205-4)

白色:“耐克”全掌氣墊籃球鞋(產(chǎn)品編號:312971-101)

圖1 實驗用鞋

2 結(jié)果與分析

2.1 壓力實驗結(jié)果分析

2.1.1 實驗原理 根據(jù)動量定理的積分形式:

I=∫tt0(∑F1)dt=P-P0

式中所示合外力在一段時間t-t0內(nèi),質(zhì)點動量的改變量等于這段時間內(nèi)作用于質(zhì)點合力 的沖量,P0與P分別表示質(zhì)點的初動量與末動量。因合力的沖量等于各分力沖量的和, 而每一個分力的沖量可表示為平均作用力與時間的乘積。

∑F1(t-t0)=P-P0

在固定動作與訓練基礎(chǔ)上,通過測試運動員在一段時間內(nèi)腳受到的平均作用力來反映運動鞋 底的緩沖效果,由于測試過程中運動員“鞋-地”界面的作用力不是平均分布,因此用“鞋 -地”平均壓力的大小來反映運動鞋的力學性能。

2.1.2 實驗結(jié)果分析

足底壓力測量技術(shù)(measuring technique of plantar pressure)是運用壓力測量儀器 對人體在靜態(tài)或者動態(tài)過程中足底壓力的力學、幾何學以及時間參數(shù)值進行測定,對不同狀 態(tài)下的足底壓力參數(shù)進行分析研究,揭示不同的足底壓力分布特征以及功能評定。

圖2 “鞋-地”界面作用力3D圖運動鞋是人體下肢末端(足)對地面施加作用力的介質(zhì),“鞋-地”是介質(zhì)對地面作用 的界面。平均壓力是足底或者鞋底在運動過程中受到垂直方向力的平均值,峰值壓力反映人 體運動中足部受到外力的最大沖擊,因此這是足鞋相關(guān)研究的重要測量指標?！靶?地”界 面的峰值壓力值是縱跳過程中Kistler三維測力臺測得的鞋底對測力臺壓力的最大值,如圖2 測力臺測得的“鞋-地”界面作用力3D圖。

本實驗中,通過對國內(nèi)外二款知名籃球鞋安踏與耐克的壓力測試表明,幾乎所有的被試 者安踏平均壓力與峰值壓力比耐克稍高,但二款籃球鞋“鞋-地”界面的平均壓力與峰值壓 力都不存在顯著性差異(表1,表2)。

表1 二款籃球鞋鞋―地界面平均壓力值N

被試

安踏平均壓力值 耐克平均壓力值壓力值差 P被試1 560.75±32.53552.94±41.667.8 1 >0.05被試2 661.68±55.62648.18±49.7213. 5 >0.05被試3 599.90±43.06590.67±46.089.2 3 >0.05被試4 832.22±55.31756.64±58.1275. 58>0.05 被試5 664.10±46.07633.47±54.1630. 63>0.05被試6 653.96±38.76635.01±41.1818. 95>0.05被試7 641.38±40.12631.55±42.279.8 3 >0.05

被試8 544.56±42.50550.88±36.72-6. 32>0.05

被試9 680.07±54.07620.51±50.91 59.5 6 >0.05

被試10688.33±49.14 670.36±47.3717.9 7>0.05 表2 二款籃球鞋鞋―地界面峰值壓力N

被試安 踏峰值壓力耐克峰值壓力峰值壓力差P被試1 1678.75±42.63 1673.08±51.015.67

>0.05被試2 2013.95±65.28 2010.45±29.253.5

>0.05被試3 1628.03±40.36 1625.87±36.982.16

>0.05被試4 2231.85±75.11 2191.63±101.28 40.22

>0.05被試5 2012.95±65.05 2024.18±84.67 -11.23

>0.05被試6 1533.15±42.76 1596.45±88.28 -63.3

>0.05被試7 1792.51±48.12 1778.08±45.28 14.43

>0.05

被試8 1570.29±51.50 1561.47±16.778.82

>0.05

被試9 1948.02±84.07 1892.25±40.95 55.77

>0.05

被試101791.07±109.54 1793.59±67.29-2.52

>0.05

在“鞋-地”界面(鞋底)上,利用三維測力臺所測得的作用力始終是鞋地界面與人體 重力等作用力的合力,這兩款籃球鞋雖然不能改變地面測到的合力來提高運動能力或成績, 但是兩款鞋可以通過各自不同的材料和結(jié)構(gòu)設(shè)計調(diào)節(jié)合力對足底和對鞋材料結(jié)構(gòu)的不同分力 ,一定程度降低足底峰值壓力和平均壓力。在這一點上,本實驗采用的國外知名品牌“耐克 ”全掌氣墊籃球鞋要好于國產(chǎn)知名品牌“安踏”普通籃球鞋,這說明在壓力測試過程中,二 款籃球運動鞋通過自身的材料和結(jié)構(gòu)設(shè)計,在一定程度上保護運動員足部受到較大的沖擊力 。

2.2 雙手叉腰原地縱跳實驗結(jié)果分析

2.2.1 實驗原理 根據(jù)h=12gT2算出人 體縱跳高度,T是人體騰空的時間,g為重力加速度。

利用傳感器性能,通過運動員對縱跳板接觸情況的測量,測出人體騰空時間,系統(tǒng)軟件 根據(jù)縱跳力自動計算和記錄縱跳高度。

2.2.2 實驗結(jié)果分析

本實驗中,通過對國內(nèi)外二款知名籃球鞋安踏與耐克的縱跳高度測試,顯示安踏非氣墊籃球 鞋的縱跳高度高于耐克全掌氣墊籃球鞋的縱跳高度,通過配對t檢驗,統(tǒng)計量的觀察值為2 .001,對應(yīng)的雙尾概率p>0.05,認為二款品牌籃球鞋時縱跳高度并無統(tǒng)計學上的差異 性。這說明在縱跳過程中,二款籃球運動鞋利用外源力并不能提高運動高度(表3,表4)。

表3 安踏縱跳高度與耐克縱跳高度的基本描述統(tǒng)計

項目

Mean/cm NStd.Deviation安踏非氣墊籃球鞋縱跳高度52.2030 4.99 耐克全掌氣墊籃球鞋縱跳高度51.7330 4.82 表4 安踏縱跳高度與耐克縱跳高度的配對樣本t檢驗

安踏縱跳高度&耐克縱跳高度Paired Differences Mean0.47Std.Deviation1.3095% Confidence Interval Lower-0.01oftheDifferenceUpper 0.96t2.001df29Sig.(2-tailed)0.055

可以推論,受試者雙手叉腰原地縱跳過程中,足部通過這兩款籃球鞋對地面施加的作用 力大小沒有差異,表明二款籃球鞋對運動成績(表現(xiàn))的影響沒有差異。因為只有提高“鞋 -地”界面的作用力,才能提高起動的加速度,使得人體縱跳更高,起跑更快。所以兩款籃 球鞋都不能讓人體縱跳更高,起跑更快。

2.3 防滑性能實驗結(jié)果分析

2.3.1 實驗原理

從力學的角度,兩個接觸物體之間的滑動摩擦力取決于兩個因素,兩個物體接觸面的摩 擦系數(shù)和施加于受力物體上的正壓力。兩個接觸物體之間的防滑性能可以用摩擦系數(shù)的大小 來表示,根據(jù)摩擦學原理:

μ=f/N

μ是摩擦系數(shù),f為摩擦力,N為正壓力。可以看出摩擦系數(shù)是一個無單位的比值,即物體開始運動時的拉力和壓力之比。

2.3.2 實驗結(jié)果分析

防滑是運動鞋應(yīng)具備基本特性之一,是檢查一雙鞋性能的重要指標,良好的防滑性更有 利于運動時的穩(wěn)定,從而減少傷害。鞋底的防滑性能用鞋底與路基的動摩擦系數(shù)和靜摩擦系 數(shù)大小來表示,摩擦系數(shù)越大,防滑性能越好。

本實驗中,通過對國內(nèi)外二款知名籃球鞋安踏與耐克的摩擦系數(shù)測試,顯示耐克全掌氣 墊籃球鞋的摩擦系數(shù)大于安踏非氣墊籃球鞋的摩擦系數(shù),通過t檢驗,二款知名籃球鞋 與測力臺面的摩擦系數(shù),差異具有統(tǒng)計學意義,認為耐克全掌氣墊籃球鞋的防滑性能優(yōu)于安 踏非氣墊籃球鞋的防滑性能(表5)。

從運動生物力學分析,運動時腳著地過程中先是滑動然后靜止,腳先受地面的滑動摩擦 力,靜止后受靜摩擦力。同時,鞋的防滑性能與場地息息相關(guān),同一種鞋在不同材質(zhì)的場地 上功能特性不盡相同,因此,運動鞋的防滑性能也與界面介質(zhì)因素有關(guān)。

表5 耐克全掌氣墊籃球鞋、安踏非氣墊籃球鞋與測力臺面的動、靜 摩擦系數(shù)

項目耐克全掌氣墊籃球鞋安踏非氣墊籃球鞋

P靜摩擦系數(shù)0.883±0.068 0.821±0.045

3 結(jié) 論

1) 足底壓力實驗過程中,“鞋-地”界面上的平均壓力與峰值壓力顯示“耐克”低于“安 踏”,但二者之間無統(tǒng)計學上的差異,這一結(jié)果有待于實驗次數(shù)的增加來加以驗證。

2) 雙手叉腰原地縱跳過程中,“安踏”的縱跳高度稍高于“耐克”,二者之間并無統(tǒng)計學 上的差異。

3) 三維測力臺上測試摩擦系數(shù)過程中,”耐克”鞋的動靜摩擦系數(shù)優(yōu)于”安踏”鞋的動靜 摩擦系數(shù),二者的的動靜摩擦系數(shù)之間存在統(tǒng)計學上的差異。

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第8篇：運動生物力學的運用范文

目前,頸椎病已經(jīng)成為第一大職業(yè)疾病,頸椎病日趨年輕化,尤其是對上班一族,頸椎病的發(fā)病率可謂是直線上升,特別是工作節(jié)奏的加快,依賴電腦者由于長期低頭伏案工作,長時間保持單一姿勢,肌肉韌帶疲勞,從而加速了頸椎病的發(fā)生。很多頸椎病患者由于空閑時間很少,頸部長時間處于屈曲位或某些特定,使頸部肌肉長期處于非協(xié)調(diào)受力狀態(tài),頸部后方肌肉和韌帶長期受到牽拉,進而形成了頸椎病。動伸推拿是羅凜教授在臨床中總結(jié)出的經(jīng)驗。現(xiàn)將應(yīng)用動伸推拿在治療椎動脈型頸椎病維持頸椎平衡中的作用剖析如下,以資大家共同交流學習。

動伸推拿是在利用生物力學特點和了解維持關(guān)節(jié)穩(wěn)定的因素而應(yīng)用一系列特定的手法操作來認識、診斷、治療疾病。

1　頸椎的生物力學特點

脊柱的主要生物力學功能是將頭顱和軀干的載荷傳遞到骨盆,提供在三維空間的活動和保護椎管內(nèi)容物。各椎體由韌帶和椎間盤相連,這些連接結(jié)構(gòu)提供內(nèi)源性穩(wěn)定,而肌肉則給予外源性支持。頸椎上接顱底,下與相對穩(wěn)定之胸椎相連,在生物力學上有其特殊性:(1)頸椎間盤其主要生物力學功能是對抗壓縮力,但對扭曲力的耐受力較差;(2)頸部的椎體強度隨年齡增長而減弱;(3)頸部小關(guān)節(jié):C1、C2小關(guān)節(jié)呈水平狀態(tài),故有利于旋轉(zhuǎn)活動,但由于其不穩(wěn)定,故易引起脫位,其余椎間小關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)面與冠狀面肌橫斷面呈45。角,從而允許其作屈伸、側(cè)彎和旋轉(zhuǎn)活動;(4)頸椎的韌帶承擔著其絕大部分的張力負荷,并與椎間盤一起提供脊柱的內(nèi)源穩(wěn)定,使其活動保持在正常生理限度之內(nèi)。(5)頸部的肌肉是維持脊柱穩(wěn)定、保持姿勢和提供活動的必需條件。(6)椎動脈起自鎖骨下動脈的第一段,正對前斜角肌和頸長肌外緣之間的間隙,沿斜角肌內(nèi)側(cè)上行于胸膜頂前面,上行進入C6橫突孔,少數(shù)也可經(jīng)C3、C4、C5或C7,橫突孔進入,自寰椎橫突孔穿出后,經(jīng)寰椎側(cè)塊后方的椎動脈溝,轉(zhuǎn)向上經(jīng)枕骨大孔入顱,分布于腦和內(nèi)耳等處。依椎動脈的位置和行程可分為四段:頸部、椎骨部、枕部、顱內(nèi)部。雙側(cè)椎動脈口徑相等者只占32%,相差懸殊者并不少見,椎動脈口徑的極度不對稱在一定條件下可影響椎一基底動脈的血供,但關(guān)鍵是取決于對側(cè)的代償能力和頸動脈系的血管吻合度。在C2-6段的行程中,年輕者椎動脈的彎曲度較小,而老年人椎動脈的彎曲度明顯多于年輕者,彎曲多為增生的Lushka關(guān)節(jié)向外推擠所致。(7)頸椎的活動度:頸椎是脊柱活動最大的部位,寰枕關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)活動是繼寰樞關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)后產(chǎn)生的,旋轉(zhuǎn)運動主要發(fā)生在寰樞關(guān)節(jié),因為從動力學分類來看,任何帶線性移動的旋轉(zhuǎn)運動都會產(chǎn)生一個相當角度的異軸心轉(zhuǎn)動所造成的。側(cè)彎運動是發(fā)生在枕骨與寰椎間及樞椎與C3之間。屈曲運動主要發(fā)生在寰枕關(guān)節(jié)。后伸活動主要由CC2-CC7完成。側(cè)屈時伴隨的旋轉(zhuǎn)運動,使頸椎棘突轉(zhuǎn)向凸側(cè),下頸段脊柱椎體的特點決定了下頸段的主要功能是屈伸運動,而不是旋轉(zhuǎn)和側(cè)彎運動。

2　維持關(guān)節(jié)穩(wěn)定的因素

維持關(guān)節(jié)穩(wěn)定依靠三個因素:即骨骼、韌帶和肌肉,關(guān)節(jié)在運動狀態(tài)始終是不平衡、不穩(wěn)定的。人體總是在不平衡、不穩(wěn)定中求得相對的平衡,相對的穩(wěn)定。骨骼和韌帶維持關(guān)節(jié)穩(wěn)定和平衡的作用為靜立平衡,肌肉維護關(guān)節(jié)穩(wěn)定和平衡的作用是動力平衡。而脊柱的穩(wěn)定性是依靠多種因素來維持的,脊柱的運動除C1、C2的運動有其特殊性外,其余各脊椎之間均以椎體間的關(guān)節(jié)為前方的支點,以兩側(cè)的上下關(guān)節(jié)突之間的小關(guān)節(jié)為后方的支點,形成三點運動。脊柱的靜立平衡是在肌肉不參與作用的情況下,由椎間盤和韌帶來維持脊柱一定的姿勢。

3　頸椎病的發(fā)生、發(fā)展與生物力學的關(guān)系

頸椎仰伸狀態(tài)下側(cè)位x線攝片,可以顯示出C2與C7后緣的垂直線,二者相交于C4～C5間隙,表明此處所承受的壓力和扭曲力最大,若前屈時最大的壓力和扭曲力則位于C5～C6椎間隙。因此,長期屈頸位工作者,此處最易、最先退行性變。如果C4-5或C5-6發(fā)生了嚴重的退變,如骨質(zhì)增生、韌帶鈣化,則于仰伸時其壓力與扭曲力最大,承受部位轉(zhuǎn)移至C4椎體或其上方,而屈曲位時則降至C5-7水平。隨病程的進度其力點也隨之改變。橫突孔位于靠近頸椎矢狀活動平面的近軸心處,因此當頸椎作屈伸活動時,椎動脈第二段不會受累,但在側(cè)彎和旋轉(zhuǎn)時,如果頸椎處于平衡穩(wěn)定的正常狀態(tài),各個穩(wěn)定因素協(xié)調(diào),不致引起同側(cè)椎動脈受壓和對側(cè)拉長,在任何一個穩(wěn)定因素失去自控作用,就可能造成椎動脈受壓而出現(xiàn)相應(yīng)的狀態(tài)。

椎動脈型頸椎病是由于各種機械性與動力性因素致使椎動脈受刺激或壓迫致血管狹窄、折曲而造成以椎一基底動脈供血不足為主癥的綜合癥。其發(fā)病機理有三:其一:動力性因素:由于椎節(jié)失穩(wěn)后鉤椎關(guān)節(jié)松動,變位而波及兩側(cè)上下橫突孔,致出現(xiàn)軸向或側(cè)向移位而刺激、壓迫椎動脈,引起痙攣、狹窄,折曲改變。此外椎間隙間距改變的同時,由于上下椎體之間的間距變短,致同節(jié)段的椎動脈相對增長,破壞二者平衡,出現(xiàn)椎動脈折曲、狹窄及彎曲等改變;其二、機械性因素:包括鉤椎關(guān)節(jié)囊創(chuàng)傷性反應(yīng)、鉤椎骨質(zhì)增生、髓核脫出,直接或間接減少了橫突孔的直徑,壓迫其椎動脈周圍而引起不適癥狀;其三:血管因素,此機制不僅復雜,其變性大,表現(xiàn)在血管動力學異常,動脈硬化性改變,血管異常等,可能同時出現(xiàn),或以某一種為主。

4　動伸推拿的應(yīng)用機理

動伸推拿中的“動”是改變原頸椎各關(guān)節(jié)、肌肉、韌帶、血管的位置使其脫離靜止狀態(tài);而“伸”則是使上述組織舒展開。動伸推拿的宗旨在于“動中找靜,伸中制痛”。該手法是在操作過程中,醫(yī)者另一手同時揉撥、點壓相應(yīng)的肌肉和韌帶,以改善病損處肌腱的血供,緩解病損點的狀況,達到手法治療與身體運動伸展相結(jié)合的目的,從而切實提高臨床治療效果。椎動脈型頸椎病主要是由于椎一基底動脈供血不足所導致的頭暈、耳鳴、頭痛等癥狀。該癥狀群可能因椎體失穩(wěn)、局部創(chuàng)傷性反應(yīng)、鉤椎關(guān)節(jié)增生、髓核脫出引起。年長患者在血管硬化、椎動脈變異等因素的基礎(chǔ)上加重,前兩種因素經(jīng)保守治療可緩解癥狀,后兩者可能持續(xù)存在,必要時應(yīng)行手術(shù)治療。

應(yīng)用動伸推拿在治療椎動脈型頸椎病時,醫(yī)者去主動活動患者頸項部的韌帶、肌肉、椎間盤、椎問

關(guān)節(jié),使這些組織在伸展、失穩(wěn)的狀態(tài)下,運用壓、撥、點、按、揉、膊運等治療手法使頸椎調(diào)整到平衡、穩(wěn)定的狀態(tài)。

現(xiàn)舉一例子說明手法的具體應(yīng)用:該病人主訴頸項部左側(cè)不適伴頭暈數(shù)周。查體:患者頸部C2橫突左側(cè)觸摸到一條索狀物,壓之疼痛,且觸摸左側(cè)胸鎖乳突肌、斜角肌、緊張、僵硬,右側(cè)頸肌正常,頸椎前屈、后伸、側(cè)屈、旋轉(zhuǎn)活動范圍減小。椎間孔壓縮試驗(+),前屈旋轉(zhuǎn)試驗(+)。雙上肢肌力5級,雙側(cè)肱二頭肌肌腱反射正常,雙霍夫曼征(一)。動伸推拿之一:伸展肌肉:術(shù)者右手托其下頜,使患者頸前屈約10°,左旋轉(zhuǎn)約45°,用左手點揉C2左側(cè)橫突處約1分鐘,然后用四指指腹重點揉斜方肌、胸鎖乳突肌的止點,肩胛提肌、斜方肌的起點及左側(cè)夾肌,充分放松左側(cè)頸肌肌群,再用左手大魚際由上而下膊運胸鎖乳突肌,最后在側(cè)屈,旋轉(zhuǎn)頸部的同時,用四指不斷揉撥左側(cè)C2橫突部的條索狀物;之二:松動整復關(guān)節(jié):患者取坐位,醫(yī)者立于其左側(cè)后方,術(shù)者用左手托其下頜,右手置于其后枕部,將患者頸部前屈約10°,左右輕輕搖動頸部,在了解頸部向右側(cè)旋轉(zhuǎn)至最大生理曲度的時候,雙手協(xié)調(diào)用力,使頸部側(cè)屈旋轉(zhuǎn)向右,做一輕巧的扳動約300,再以同樣的方法反向操作一次,以使C2關(guān)節(jié)上下相鄰的椎間關(guān)節(jié)恢復至正常的解剖位置;之三:松其患部周圍血管:術(shù)者一手扶其頭部,另手用拇指指腹與其余四指指腹相對快速拿、擦上頸段橫突兩側(cè),以改善局部血運,加快頸項部的血流,放松攣縮的肌肉;之四:伸展關(guān)節(jié),恢復平衡:患者坐位,術(shù)者立其后方,雙手托其患者下頜及后枕部,使頸部充分左右側(cè)屈、旋轉(zhuǎn)、后伸持續(xù)約10秒,使韌帶、肌肉及各椎間關(guān)節(jié)充分恢復其正常解剖位置,結(jié)束手法。囑病人避風寒,加強頸肌鍛煉,以便穩(wěn)定頸椎內(nèi)、外平衡。

5　總結(jié)

動伸推拿的“動”與“伸”是相互依存,動中有伸,伸中有動,在頸椎平衡的狀態(tài)打亂時,而人體自身又不能自我調(diào)整,運用動伸這一手法能在短時間內(nèi)調(diào)整頸椎紊亂的某一因素,促使其與周圍組織達到穩(wěn)定、平衡的狀態(tài)。

參考文獻

[1]趙學麟,現(xiàn)代頸椎病學[M],北京:人民軍醫(yī)出版社,2001;9(1):15―16

第9篇：運動生物力學的運用范文

1．掌握中國整脊學的名詞、概念、術(shù)語開始，培養(yǎng)真正的整脊思維

施杞教授在《中國整脊學》首發(fā)式上的講話中說：“學術(shù)著作應(yīng)當述而有作，構(gòu)建一個新的學科體系必須能夠體現(xiàn)自身規(guī)律的理論內(nèi)涵，韋以宗教授在占有大量科學文獻資料和豐富的實踐經(jīng)驗基礎(chǔ)上，提出了一系列新的的觀點，如他用有機論思維研究脊柱運動力學，提出脊柱四維彎曲體圓運動規(guī)律；用系統(tǒng)思維研究脊柱功能解剖學，提出椎曲論；用整體思維研究整脊法機制，提出圓筒樞紐學說和脊柱輪廓平行四邊形平衡理論?！奔热蛔陨硪?guī)律的理論內(nèi)涵在新的學科體系才能夠體現(xiàn)，那么我們在認識整脊學科時，我們就應(yīng)該在整脊理論體系下，按照整脊的名詞術(shù)語來認識整脊，學習整脊。例如什么是“四維”，整脊中的“整”什么意思，什么是基礎(chǔ)理論中簡稱的“一圓一說兩論”，等等名詞術(shù)語，不要想當然，一定要按照整脊學的理論來認識學習。很多人不知中國整脊學之“整”是中醫(yī)文化思維之“整”，即是整體觀念的意思，就是我們以整體的、動態(tài)的、系統(tǒng)的觀念看脊柱。整脊學一出現(xiàn)就有人把過去單純手法正骨冠以“整脊”，寫論文、出專著來趕時髦，實在是大錯特錯，濫竽充數(shù)。也有很多人就把“四維”看做是在三維空間的基礎(chǔ)上再加一維，這就是不了解整脊，想當然的典型例證。

中國整脊學的思維是中醫(yī)基礎(chǔ)理論為理論基礎(chǔ)的思維，中醫(yī)基礎(chǔ)理論是中華民族的祖先在對人體、自然、心理等進行長期思索和在防治疾病的實踐中創(chuàng)造出來的。其內(nèi)在特質(zhì)與中華民族的傳統(tǒng)思維和傳統(tǒng)文化有機地融匯在一起，研究作為自然整體的人身規(guī)律。而歐洲醫(yī)學家偏重于研討人體自身的實體構(gòu)成。學習整脊學時不要用西方思維，想當然的來理解整脊。其實這里在某個角度上牽涉到了東方思維和西方思維的差別，東方思維就是宏觀形象思維，西方思維就是微觀邏輯思維,西方人是分析的,而東方人是綜合的。在認識方法論上，中醫(yī)較西醫(yī)偏重于整體綜合，輕于解體分析；偏重于黑箱邏輯推導（類比、以表知里、試探與反證等），輕于白箱實驗觀察。舉例來講，就像評價一個西瓜的成熟與否，西方思維就是切開，或者剖開一小口，或者用一個管子直接打入內(nèi)部，看看里面到底什么情況來判斷。而東方思維是看看西瓜的花紋長的怎么樣，用手來拍打聽聽聲音怎么樣，還要詢問西瓜的生長時間、生長環(huán)境等等來判斷。

既然中國整脊學有自己的理論體系，在學習整脊這門既古老又嶄新學科的時候，你就不要死搬硬套用其它思維如西方醫(yī)學思維來代替或者排斥整脊思維，就應(yīng)該先拋棄一切思想固有的，然后再來學習整脊，把整脊理論和思維裝進自己的頭腦中，用其它科學思維方法進行幫助培養(yǎng)牢固整脊思維，這樣才能學習到中國中醫(yī)整脊之精華，從而修成中國中醫(yī)整脊之“正果”。

2．運用整脊思維，認知疾病實質(zhì)

運用整脊思維，把一圓一說兩論、三大原則、四大綜合療法，運用自如，才能認知疾病實質(zhì)，達到臨床滿意的療效。如果你不能用整脊思維來思考整脊，那么在治療時就是運用四大綜合療法，臨床效果也會大打折扣，因為治療目的不明確，步驟會混亂。什么是整脊的思維基礎(chǔ)？就是在中醫(yī)和中國整脊名詞術(shù)語上構(gòu)建出的“一圓一說兩論”。

舉例來講，我們診療一個腰椎間盤突出癥病人，運用整脊思維，其病因病理形成過程應(yīng)該是椎間盤突出是椎間盤退化和脊柱不協(xié)調(diào)運動共同造成的，而椎間盤自身沒有動力結(jié)構(gòu)，椎間盤突出、椎間隙變窄后，幾乎都出現(xiàn)椎曲變直，上段腰椎旋轉(zhuǎn)、側(cè)彎、傾斜。關(guān)節(jié)力學適應(yīng)性調(diào)節(jié)，關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)位移導致椎間孔變小，神經(jīng)根受后方應(yīng)力推移，與前緣椎間盤碰撞產(chǎn)生癥狀。由此可見脊神經(jīng)與椎間盤在機械壓迫產(chǎn)生癥狀時，脊神經(jīng)是主動的，椎間盤是被動的。治療時我們就要從恢復椎旁肌力平衡入手，調(diào)整椎曲，這樣抓住了疾病實質(zhì)，治療目標明確。在施治時，先理筋、再根據(jù)X線片辨證調(diào)曲、加強功能鍛煉一而貫之，臨床上所遇到的治療難題也會迎刃而解了。而你用傳統(tǒng)機械壓迫刺激觀來解釋腰椎間盤突出癥，然后用CT來證實，然后一味的改變突出椎間盤的形態(tài)，去剔除它，消融它等等。雖然一時取得癥狀的減輕，但是換來的是脊柱運動力學和生物力學的進一步失衡，椎曲更紊亂，其復發(fā)及復發(fā)后的后果也可想而知了。

3．真正理解掌握好整脊學中的三大原則

整脊學中的理筋、調(diào)曲、功能鍛煉三大原則是相互聯(lián)系、密不可分的整體。理筋是基礎(chǔ)，調(diào)曲是核心，功能鍛煉是關(guān)鍵。

首先重視理筋，認為筋柔才能骨正，為調(diào)曲做準備，是治療基礎(chǔ)。韋以宗教授認為作推拿者重視“筋”，行正骨者重視“骨”。但脊柱勞損病不是突發(fā)的外傷，而是長期的單側(cè)某肌群損傷導致脊柱骨關(guān)節(jié)錯位。骨折復位要求對位對線。所謂對線指恢復原來的解剖生理的力線。整脊對脊柱骨關(guān)節(jié)的復位同樣要求恢復力線。這力線主要是“椎曲”，特別是“腰曲”和“頸曲”。臨床上幾乎所有的脊柱勞損病都源自椎曲紊亂。椎曲紊亂的病因病理基礎(chǔ)就是椎體關(guān)節(jié)三角力學結(jié)構(gòu)位移后出現(xiàn)“骨牌效應(yīng)”所致。而椎曲紊亂起源于維持椎曲的四維肌力不平衡，所以要正骨——調(diào)曲，就必須先理筋。在創(chuàng)傷骨科是“骨正筋柔”，是因為源自“骨傷”；而在整脊來說，是“筋柔骨正”，因為源自“筋傷”。所以在臨床上運用整脊理論治療脊柱勞損病和脊柱類相關(guān)疾病時，理筋是基礎(chǔ)。

椎管是椎體的椎孔疊加組成，并按其正常椎曲排列，每一椎體的椎孔下緣直徑大小與相連之下一個椎孔上緣直徑大小是相一致的。脊柱所內(nèi)涵之脊髓、脊神經(jīng)、頸椎之椎動脈，以及椎體之間的椎間盤，均依靠在生長發(fā)育期形成的頸曲、腰曲的形態(tài)結(jié)構(gòu)，決定其容積、方位及壓應(yīng)力。這也是人體形態(tài)結(jié)構(gòu)與機能的統(tǒng)一協(xié)調(diào)性。

椎曲改變源于椎體之間之椎間隙改變，椎間隙的空間位置則是椎間盤的位置，椎間隙一旦紊亂、變窄，則椎間盤承受的內(nèi)壓升高——這是臨床常見椎間盤突出誘因之一，也是臨床上X線照片診斷椎間盤突出——椎間隙變窄、椎曲改變的依據(jù)?？梢姡R床上脊椎錯位所致運動障礙，脊髓、脊神經(jīng)和椎動脈之損害，主要之病理體征是椎曲改變。

要使脊柱恢復原來的生理解剖和力學關(guān)系，即是復位，使脊柱“對位、對線、對軸”，這就要調(diào)曲。由此可知，調(diào)曲是脊柱勞損病和脊柱類相關(guān)疾病治療核心。只有把椎曲恢復才能真正做到從根本上治療，而且是防復發(fā)的必須條件。

功能鍛煉是分別鍛煉相關(guān)的肌肉韌帶和關(guān)節(jié)，使已受損的通過自我調(diào)節(jié)，進行恢復和改善，未受損加強協(xié)調(diào)統(tǒng)一，達到力的平衡。在實質(zhì)上就是發(fā)揮脊柱“肌肉夾板”的作用，如骨折治療用夾板對骨折的固定一樣，對脊柱骨關(guān)節(jié)起靜態(tài)和動態(tài)“固定”作用。

在整脊臨床上，維系脊柱的肌肉韌帶就是脊柱骨關(guān)節(jié)的“夾板”。而“肌肉夾板”必須在相互平衡基礎(chǔ)上，才能對脊柱骨關(guān)節(jié)起“固定”作用。因此，整脊醫(yī)師必須十分清楚了解，導致脊柱骨關(guān)節(jié)不穩(wěn)定的肌肉是什么？如此才能正確運用“肌肉夾板””對脊柱骨關(guān)節(jié)的穩(wěn)定。

例如，治療頸曲紊亂的頸椎病，正骨后，需堅持頸肌的鍛練，時時做擴胸運動。練頸肌，練擴胸運動，如果復位后不運動、肌力不協(xié)調(diào)，則不穩(wěn)定，重新移位了。同樣，治療腰椎滑脫癥，椎體復位后，靠“哈腰”、“床上起”鍛練腰背的豎脊肌來穩(wěn)定椎體，使豎脊肌起到“肌肉夾板”的作用?？梢?，功能鍛煉是治療和預防脊柱勞損病和脊柱類相關(guān)疾病的關(guān)鍵。

理筋、調(diào)曲、練功，三方面是一而貫之的治療方法，目的都是恢復運動力學和生物力學的平衡，達到解除疾患的目的。

4．把握好整脊診治范圍

我們知道，任何一種科學理論（概念體系）或科學手段，都有自己的局限性，同樣中國中醫(yī)整脊學也有自己的診治范圍和適應(yīng)證，不是什么都能治療，概而全之的。中國中醫(yī)整脊學就是針對脊柱勞損病和脊柱類相關(guān)疾病的一門學科。在某種意義上說，在原有的基礎(chǔ)上即使把它推向盡善盡美，它的功效也不能超出某一最大限度。所以我們要認清中國整脊學的診治范圍，既不能夸大我們整脊的診治范圍，也不能縮小我們的陣地。夸大會給整脊發(fā)展的道路帶來許多麻煩，會出現(xiàn)意想不到的許多問題，特別是在醫(yī)療事故頻發(fā)的今天，所以就要按照整脊診療指南，不要自作主張，自作聰明從而造成自作自受的惡果。同樣在整脊治療范圍內(nèi)，我們要有充分的理由自信，這是因為中國整脊學是在中醫(yī)理論和實踐上取得突破后的重大成果。正如葛寶豐院士評價說：“在中國傳統(tǒng)思維，人體生命觀和傳統(tǒng)整脊學原理，以及二千多年醫(yī)療實踐的指導下，經(jīng)過系統(tǒng)的整理、發(fā)展和創(chuàng)新，正成為富有中國傳統(tǒng)文化內(nèi)涵的‘中國整脊學’，是我國脊柱外科里程碑中一個很大的進步?！?/p>

5．中國整脊學是一個開放的，發(fā)展的理論體系

中國整脊學理論體系的形態(tài)特征，是其所具有的發(fā)展性和開放性。也就是說，這個理論體系不是凝固的和封閉的，它將適應(yīng)時展的潮流，在用發(fā)展著的中醫(yī)理論和發(fā)展的現(xiàn)代科學、現(xiàn)代生物學，以及在融會、吸納中外優(yōu)秀文化成果進行新的創(chuàng)造過程當中與時俱進、開拓創(chuàng)新，不斷實現(xiàn)理論體系自身的豐富和發(fā)展。真正的整脊師應(yīng)該從不自我封閉，從不保守僵化，而是敢于和善于在開放中不斷地完善和發(fā)展自己。中國整脊學理論體系，就是一種不斷發(fā)展和開放的理論體系。這一理論體系沒有終結(jié)，也不會停滯，而是為后人在隨著人類進化過程中，對其進一步豐富發(fā)展創(chuàng)造了廣闊的空間。

牢牢把握發(fā)展性、開放性，是深刻理解中國整脊學的精髓之一。比如，在理筋的過程中不管運用是藥物燙療、藥浴、電針還是運用各種松解手法，不管你用的是龍氏手法，還是王氏手法，還是郭氏手法，只要你能達到“筋柔”，就是達到了整脊理筋的目的，也就是說在理論具體指導治療時，整脊學同樣具有開放性，不是具有排他性。掌握了這些才能樹立正確整脊思維觀。

6．要充分認識中國整脊學是一個完備的科學體系

中醫(yī)學自其奠基以來，經(jīng)過兩千年的演進，在其原有的可能的范圍內(nèi)已接近盡善盡美的程度。當此之際，要突破這個局限，就必須創(chuàng)造或引進新的概念和新的科學方法和手段，如相對論力學對經(jīng)典力學的突破，電子顯微鏡及其原理對光學顯微鏡的突破等。從基本框架中突破自己，超越自己，已成為中醫(yī)學迫切的客觀要求。韋以宗教授對祖國醫(yī)學整脊理論技術(shù)進行了較系統(tǒng)的發(fā)掘整理研究，以具有中國傳統(tǒng)文化特色的脊柱運動力學的新理論為指導，結(jié)合現(xiàn)代科學、現(xiàn)代醫(yī)學科學進行了脊柱機能解剖學和運動力學、生物力學的研究，創(chuàng)造出當代中國整脊學，在中醫(yī)整脊理論和實踐上取得突破。

從理論來源上來講，中國整脊學是中醫(yī)基礎(chǔ)理論、幾千年的整脊理論與現(xiàn)代科學和現(xiàn)代醫(yī)學科學結(jié)合的產(chǎn)物，是中醫(yī)藥學理論的繼承和發(fā)展，是以韋以宗教授為主的中醫(yī)學仁們集體智慧的產(chǎn)物。

從內(nèi)容上來講，中國整脊學是科學的把握了中醫(yī)藥理論的實質(zhì)。涵蓋了古代整脊理論，正骨，針灸，中藥，生物力學，解剖學，影像學，現(xiàn)代等各學科。包括了“一圓一說兩論”，三大原則，四大綜合療法，應(yīng)策等內(nèi)容。

從本質(zhì)屬性上說，中國整脊學是中醫(yī)整脊理論和實踐上取得突破的結(jié)果。是在祖國醫(yī)學整脊理論技術(shù)上結(jié)合現(xiàn)代科學、現(xiàn)代醫(yī)學科學，傳統(tǒng)整脊局限的突破。