康复的基础理论     
第一节   运动学基础
一、运动学的概念

        运动学（kinematics）是运用几何学的方法来研究物体运动的学科。
运动特征
位置改变的轨迹
位移距离
速度
加速度等。
运动疗法(kinesiotherapy)
        运动疗法是根据疾病的特点和病人功能情况，利用力学的原理，通过病人自身的力量或治疗师的辅助操作或借助于器械所进行的主动或被动运动，以改善局部或全身功能为目的的一种治疗方法。
人体运动的种类
1．按用力方式分类
（1）被动运动 (passive movement)
（2）主动运动（active movement）
      1）助力主动运动（assistant active movement）    2）主动运动（active movement）    3）抗阻力主动运动（resistance active movement）        等张抗阻运动        等长抗阻运动        等速运动
人体运动的种类
2．按部位分类
（1）全身运动（general movement）
（2）局部运动（local movement）
人体运动的种类
3.按照肌肉收缩分类
   肌肉作用：
运动
支撑
保护
产生热量
促进血液回流 等等
人体运动的种类
3.按照肌肉收缩分类
(1) 静态收缩（static contraction）
  1）等长收缩（isometric contraction）
  2）协同收缩（coordinated contraction）
人体运动的种类
3.按照肌肉收缩分类
(2) 动态收缩 （kinetic contraction）
  1）等张收缩 （isotonic contraction） ①等张缩短(concentric contraction) ②等张延伸(eccentric contraction)
  2）等速收缩（isokinetic contraction）
人体运动的种类
3.按照肌肉收缩分类
(3) 等长收缩与等张收缩的协调作用
        在人体进行各种复杂运动中，肌肉的收缩以等长收缩、向心性收缩、离心性收缩的形式不断地变化着。
二、运动对机体的影响
1．提高神经系统的调节能力 2．改善情绪 3．提高代谢能力，改善心肺功能 4．维持运动器官的形态和功能 5．促进代偿机制的形成和发展 6．预防术后血栓性静脉炎 7．促进机体损伤的恢复
三、肌肉的运动学
肌肉收缩是人体运动的基础
肌肉在强烈收缩时，需要消耗比舒张状态下更多的能量
在肌肉收缩过程中，机体重要的器官如心、肺和血管起着最主要的作用
机体内肌肉组织有三种：平滑肌、心肌和骨骼肌
人体关节运动息息相关的是骨骼肌
骨骼肌的结构
骨骼肌约占体重的40%左右。
肌纤维，呈圆柱形
肌纤维膜或肌膜
肌浆
肌原纤维
细胞核、线粒体及其它颗粒
肌内膜
肌束
肌束膜
肌肉
肌肉分类
(1) 按照形态学分类
按肌肉形状，分为梭形肌、羽状肌、半羽状肌、  锯状肌和环状肌
按肌肉头数，分为二头肌、三头肌和四头肌
按肌腹数，分为二腹肌和多腹肌
按肌肉作用的关节数，分为单关节肌、双关节肌和多关节肌
按肌肉颜色，可以分为红肌和白肌
按肌肉大小，分为大肌和小肌
肌肉分类
（2）按照运动功能分类
    1）原动肌(agonist)     2）辅助肌(assistant mover)     3）拮抗肌(antagonist)     4）固定肌(fixator)     5）协同肌(synergist)
肌肉分类
按肌肉的运动作用分类：
提肌
下降肌
括约肌
肌肉分类
按照关节运动方向分类
      屈肌、伸肌、内收肌、外展肌、旋前肌、旋后肌、内旋肌、外旋肌和对掌肌。
肌肉分类
按肌肉收缩速度
快肌
慢肌
肌肉分类
（3）按照肌纤维组织学分类
按照肌纤维组织学分类肌肉可分为横纹肌与平滑肌
根据肌纤维内运输氧的蛋白，即肌红蛋白(myoslobin)的量将肌肉可分为红肌与白肌
肌肉分类
（4）按照运动单位分类
S(slow twitch)
FR(fatigue resistant)
FF(fast twitch fatigable)
肌肉分类
（5）按组织生化学染色分类
         肌肉可分为I型与Ⅱ型
肌肉的特性
（１）肌肉的物理特性   1）伸展性（extension）   2）弹性（elasticity）   3）粘滞性（stickiness）
（２）肌肉的生理特性   1）兴奋性（excitability）   2）收缩性（contractility）
影响肌肉收缩的因素
（1）肌肉的横断面积 （2）肌肉的募集 （3）肌肉的初长度 （4）肌纤维的走向 （5）肌肉的收缩速度
四、骨关节的运动学
关节的构造和运动
关节面（articular face）
关节头
关节窝
关节软骨
关节面是凸凹互相对应。凸面叫做关节头，凹面称为关节窝。
关节囊（articular capsule）
纤维层
滑膜层
关节腔
关节囊滑膜层
关节软骨
   含少量滑液，呈密闭的负压状态。
关节辅助结构
韧带
关节盘
关节唇
滑膜襞
关节运动三平面
矢状面
额状面
水平面  
关节运动
屈曲、伸展与外展、内收。
环转运动：屈曲、伸展与外展、内收组合
旋转运动(外旋、内旋)
特殊关节运动
躯干:前屈、后伸、侧屈
臂有旋前、旋后
腕关节有掌屈、背屈
踝关节有跖屈、背屈、外翻(包括旋内、外展、背屈)与内翻 (包括旋外、内收、跖屈)等的运动
关节的分类
1．按照关节组织结构分类：可以分为纤维性关节、软骨性关节和滑膜性关节。
2．按组成骨的数目分类，可以分为： （1）单关节 （2）复合关节
关节的分类
3．按运动多少分类：
（1）不动关节
（2）少动关节 ①靠纤维连接 ②靠韧带和骨间膜连接
（3）活动关节
关节的分类
4．按运动轴多少分类：
（1）单轴性关节 ①滑车关节 ②车轴关节
（2）双轴性关节 ①椭圆关节 ②鞍状关节
（3）多轴性关节 ①球窝关节 ②杵臼关节 ③平面关节
关节的活动度和稳定性
活动度(range of motion，ROM)
稳定性(stability)
关节的功能影响因素
关节面的运动轴
关节囊的松紧、厚薄
周围韧带和肌腱的状况
两关节面之间的面积差
关节的其他结构
关节的运动链和杠杆原理
1．关节的运动链（kinetic chain）
开链运动（open kinetic chain，OKC）
闭链运动（closed kinetic chain，CKC）
2．关节运动的杠杆（lever）原理
关节杠杆运动基本概念
（1）支点(F) （2）力点(E) （3）阻力点(W) （4）力臂(d) （5）阻力臂(dw) （6）力矩(M) （7）阻力矩(Mw)
杠杆三点位置关系分类
（1）平衡杠杆 （2）省力杠杆 （3）速度杠杆
第二节  神经学基础
神经系统的可塑性
     大脑的功能定位和大脑的可塑性是大脑功能不可分割的两个方面。
    人类神经系统具有发挥传达体内各部位之间信息联系的功能，尤其在大脑皮层有严格的功能定位，遵循一定的神经生理学规律。
     人的大脑存在着功能重组，人类神经系统在结构上和功能上有自身修改以适应环境变化的能力，称为神经系统的可塑性。
一、神经发育
    神经发育过程非常复杂，受许多因素的影响。
    通过细胞内部及细胞之间的联系以及细胞周围微环境的变化，胚胎的神经干细胞发生诱导、分化、凋亡和迁移，最终形成脑的各个组成部分以及脊髓。
神经细胞的诱导
    诱导和早期脑与脊髓的次发诱导。
    诱导可产生于细胞间的直接接触，也可由一些可弥散的生物活性物质介导。直接接触诱导，其作用可通过细胞间细胞信息的传递实现。而弥散性诱导，则由组织产生的一些大分子物质释放到细胞外基质，形成一定的浓度梯度，影响组织的定向分化和形态发生。
神经细胞的分化
     由一个前体细胞转变成终末细胞的多步骤过程称为神经细胞的分化
     神经细胞的分化过程是重叠的，分化过程中环境因素可在发育的不同阶段起作用
     神经生长因子（nerve growth factor，NGF）对神经系统的分化发育起重要作用
神经细胞的迁移
      神经细胞的迁移（migration）是神经系统发育过程中一个独特的现象，其原因有两种可能。
1. 神经细胞的发生区与最终的定居区不同。
2.神经元的纤维联系均有其特定的靶细胞，为达到靶部位，神经细胞在神经发育过程中需要不断地迁移。
神经细胞的凋亡
      细胞凋亡不仅是一种特殊的细胞死亡类型，还是多基因严格控制的过程，具有复杂的分子生物学机制及重要的生物学意义。
      机体对细胞凋亡的控制包括促进和抑制两个方面，只有这两个过程相互平衡，神经系统的发育才能正常。
二、神经细胞损伤后的再生
     人体维系生命的细胞间信息传递完成，都是在“两个信使”系统的控制和调节下进行。
     在正常情况下，神经元胞体内不定期DNA的合成和线粒体内DNA的合成，都具有快速修复细胞内非特异性DNA损伤的特性。神经损伤后相关蛋白具有修复自由基对DNA非特异性损伤的功能。
     神经损伤后再生修复是十分复杂的病理生理过程，涉及从分子、细胞到整体的各个层次的变化。
神经再生的细胞信息传递
      由信息细胞释放到细胞外的小分子信息物质为“第一信使”，通过细胞间的信息传递完成，经细胞外液影响和作用于其它信息接收细胞。
      经细胞内液传递、影响和作用的信息物质即为“第二信使”，调节细胞的生理活动和新陈代谢。
影响神经再生的因素
1.与神经再生有关的细胞因子
2.与血管再生有关的细胞因子
3.影响神经系统细胞凋亡相关的基因
4.胶质细胞和施万细胞以及神经细胞粘附分子
神经系统损伤后的再生
      完整有效的再生过程包括轴突的出芽、生长和延伸，与靶细胞重建轴突联系实现神经再支配而使功能修复。
      神经纤维的再生还有赖于胶质细胞的参与，中枢和外周神经的胶质细胞和他们提供的微环境的不同，决定了再生的难易。
中枢神经系统修复两个重要的 研究方向
1.试图控制CNS神经元存活和轴突生长的信号途径,改变中枢神经内在的生长能力；
2.采用干预手段,创造CNS中受损神经元生存的合适环境,进一步激活自身的NSC和内源性修复机制。若能促进自体NSC在体内增殖、存活、迁移、分化以修复受损的神经细胞，将使脑缺血等多种脑损伤的自我修复成为可能，并将为NSC的研究提供更加广阔的应用前景。
三、中枢神经的可塑性和功能代偿
       为了主动适应和反映外界环境各种变化，神经系统能发生结构和功能的改变，并维持一定时间，这种变化就是中枢神经的可塑性（plasticity），或可修饰性（modifiability），这包括后天的差异、损伤及环境对神经系统的影响，神经系统的可塑性决定了机体对内外环境刺激发生行为改变的反应能力和功能的代偿 。
大脑中枢的可塑性
神经系统可塑性突出地表现为以下几个方面：
胚胎发育阶段神经网络形成的诸多变化；
后天发育过程中功能依赖性神经回路的突触形成；
神经损伤与再生（包括脑移植）以及脑老化过程   中神经元和突触的各种代偿性改变等。
脊髓的可塑性
脊髓可塑性变化的一般表现形式：
主要为附近未受伤神经元轴突的侧支先出芽；
以增加其在去传入靶区的投射密度，随后与靶细胞建立突性联系；
在这一过程中，突触性终末除了发生数量变化外，还出现终末增大、突触后致密区扩大的结构变化和一般生理生化改变。
神经干细胞(neural stem cells,NSCs)的研究与展望
20世纪90年代前后,科学家们分离并培育出能够发育成神经元和神经胶质细胞的干细胞。它们可以增殖、移行至损伤部位并分化进行修复。这一类具有分化为神经元、星形胶质细胞和少突胶质细胞的能力、能自我更新并能提供大量脑组织细胞的细胞群就是神经干细胞(neural stem cells,NSCs)。
干细胞移植具有的潜在生物学价值成为神经医学领域最令人关注的研究热点。预示干细胞移植在脑卒中治疗中将具有广阔的应用前景。

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