具体描述
肌骨力学：结构、功能与运动的深度解析 本书深入探讨了人类肌骨系统的复杂结构、精妙功能及其在日常活动与竞技运动中的动态表现。我们致力于构建一个全面而深入的理解框架，聚焦于骨骼、关节、肌肉、肌腱和韧带等关键组成部分如何协同作用，以实现精确的运动控制、维持身体的稳定性和抵抗外部载荷。 第一部分：基础生物力学与组织工程 本部分为理解后续的生物力学分析奠定了坚实的理论基础。我们从微观层面切入，详细阐述了构成结缔组织的细胞外基质的分子结构及其对机械性能的影响。 骨组织力学： 探讨皮质骨和松质骨的微观结构，分析其在不同应力状态（如拉伸、压缩、剪切和扭转）下的弹性模量、屈服强度和断裂韧点。重点阐述 Wolff 定律在骨重塑过程中的应用，以及不同生物力学负荷如何驱动骨骼形态适应性变化。内容涵盖骨膜的功能、骨的生物力学特性对骨质疏松症等退行性疾病的易感性影响。 软骨与滑液系统： 深入剖析关节软骨的独特多相性材料特性，包括其胶原纤维网络、蛋白多糖凝胶以及夹带的水分如何共同抵抗冲击载荷并提供低摩擦界面。详细描述了软骨细胞的代谢途径及其对机械刺激的反应。同时，详尽介绍滑液的生物化学成分、流变学特性，及其在润滑和营养供应中的关键作用。 肌腱与韧带的生物力学： 考察肌腱和韧带的纤维排列（平行排列为主）如何赋予其高抗拉伸能力。分析其在应力-应变曲线上的非线性特性，包括“松弛区”和“弹性区”。讨论肌腱-骨连接点的结构完整性，并评估这些连接在承受瞬时高负荷时，发生损伤（如撕裂或退变）的风险因素。 第二部分：关节运动学与动力学分析 本部分将理论知识应用于实际的关节运动分析，侧重于描述关节的运动规律和驱动这些运动的力学因素。 关节运动学（Kinematics）： 详细描述了三维空间中关节的运动描述，包括旋转（角位移）和平移（线位移）。我们采用欧拉角和四元数等数学工具，精确量化肩、膝、踝等主要关节在不同活动面上的自由度（Degrees of Freedom, DOF）和运动范围（Range of Motion, ROM）。特别关注复杂关节（如髋关节和脊柱）的瞬时轴心点的变化及其对运动轨迹的影响。 关节动力学（Kinetics）： 分析作用于或产生于关节上的力与力矩。内容包括内源性力（肌肉收缩力、韧带张力）和外源性力（重力、地面反作用力）。运用牛顿第二定律和欧拉方程，建立人体运动学模型，计算关节反作用力（Joint Reaction Forces, JRFs）。探讨肌腱力学、肌肉力臂和力偶臂的概念，解释肌肉如何产生维持姿势和产生运动所需的扭矩。 步态分析的生物力学基础： 步态作为最基础的人体运动模式，被系统地拆解。分析行走和跑步周期中的时相划分（支撑相、摆动相）。通过对地面反作用力（GRF）矢量随时间的变化（即GRF“波形”），推导关节在步态周期中承受的瞬时载荷及其变化规律，为评估步态异常提供力学基础。 第三部分：肌肉系统的功能性生物力学 本部分聚焦于肌肉——运动的“主动元件”——的收缩机制、力量产生及其与机械效率的关联。 肌肉收缩的力学模型： 阐述经典长度-张力关系（Length-Tension Relationship）和速度-张力关系（Force-Velocity Relationship）。详细讨论主动张力、被动张力（来自肌腱和结缔组织）的叠加原理。引入Hill型三元素模型，用于模拟和预测肌肉在动态收缩中的力量输出。 肌肉募集与募集模式： 探讨中枢神经系统如何通过改变发放频率（频率编码）和募集单位数量（大小原则）来调节肌肉力量的产生。分析不同收缩类型（向心、离心、静力）在产生机械功和能量耗散中的作用差异。特别强调离心收缩在运动减速和损伤预防中的重要性。 运动控制与稳定性： 探讨姿势控制的生物力学原理，即如何在重力场中维持静态平衡。分析脊柱稳定器肌肉（如深层核心肌群）在抵抗外力矩、保护椎间盘和维持神经结构安全方面的作用。讨论肌群间的协同（Synergy）与拮抗（Antagonism）关系，以实现平稳、精确的运动轨迹。 第四部分：组织对机械载荷的适应与损伤 此部分关注于生物材料如何应对和适应机械环境，以及在何种载荷条件下会发生损伤或退行性改变。 疲劳与慢性劳损： 探讨组织在反复、低幅值载荷下的累积损伤机制。分析肌腱和韧带的微观结构疲劳，以及软骨在过度重复剪切应力下基质降解的分子机制。建立损伤阈值模型，预测重复性运动模式引发的慢性劳损（如应力性骨折、肌腱病变）。 急性创伤的力学分析： 分析关节韧带（如ACL、MCL）和骨骼在单一高能冲击下的断裂模式。结合材料科学中的断裂力学概念，解释为什么某些结构倾向于发生剪切破坏，而另一些倾向于发生拉伸撕裂。讨论关节不稳动态的生物力学后果。 生物力学评估技术： 概述用于测量人体运动和组织负荷的先进技术，包括运动捕捉系统（三维动态分析）、表面肌电图（EMG）用于肌肉活动的时序分析，以及无创性影像技术（如MRI和超声）对组织形态和体积的定量评估。讨论这些工具如何将理论模型转化为临床或运动科学的实用数据。 本书旨在为生物医学工程师、运动生理学家、运动训练师及骨科专业人员提供一个深入、严谨的框架，用以理解和优化人体运动系统在生命全程中的表现。
作者简介
目录信息
读后感
评分
评分
评分
评分
评分
用户评价
评分
评分
评分
评分
评分
相关图书
本站所有内容均为互联网搜索引擎提供的公开搜索信息，本站不存储任何数据与内容，任何内容与数据均与本站无关，如有需要请联系相关搜索引擎包括但不限于百度，google,bing,sogou 等
© 2026 qciss.net All Rights Reserved. 小哈图书下载中心 版权所有