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发布时间:2020-07-28 13:05:32

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作者:王叙德

出版社:东南大学出版社

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康复护理技术(第2版)

康复护理技术(第2版)试读:

前言

安徽省五年制护理专业高职规划教材《康复护理技术》第一版自2006年出版以来,对培养高职护理专业人才起到了积极作用,得到了兄弟院校同仁的关心和支持,同时也提出了许多宝贵意见。近年来,随着康复医学和护理学的飞速发展,康复护理的理念、内容和技术等也发生了明显变化,为了适应康复护理的教学需要和教材使用周期的要求,对原教材进行修订。

本次修订有以下特点:

1.仍然贯彻“三基”(基本理论、基本知识、基本技能)、“五性”(思想性、科学性、先进性、启发性、适用性)和“三特定”(特定对象、特定要求、特定限制)的原则,以“必需、够用”为度,以突出技能为教学重点。

2.专门列出一章介绍康复护理基本技术,明确康复护理专科技术在疾病护理中的具体要求和应用,专科护理技术是康复护士必须掌握的重点内容。

3.为了保持教材的系统性和完整性,对教材内容作了适当的调整,增加了第二章“康复护理理论基础”;第三章“康复护理评定”增加了认知功能评定和心理评定;第七章“常见疾病和损伤的康复护理”增加了颅脑损伤的康复护理、周围神经病损的康复护理、颈肩腰腿痛的康复护理、关节炎的康复护理、骨质疏松症的康复护理、关节置换术后的康复护理、糖尿病的康复护理和恶性肿瘤的康复护理。通过调整使教材的实用性和可读性更强。

本教材在编写过程中得到了各位编者所在单位的大力支持,在教材内容上,学习和引用了康复医学和护理学界前辈的学术成果,在此一并表示衷心感谢。

本教材各章内容都经过编委互审和反复修改才定稿,但由于水平和时间所限,不足之处难免,恳请广大师生批评指正。王叙德2014年12月前言

随着社会进步、科技发展以及人们生活水平的提高,康复医学越来越受到重视。现代康复医学引入我国始于20世纪80年代,起步虽较晚但发展迅速。康复护理学是康复医学中不可缺少的重要部分,康复护理有别于一般临床护理,有其自身特点。康复护理是以残疾者和有各种功能障碍以致影响正常生活、学习、工作的慢性病人及老年人为服务对象,以改善功能障碍、最大限度地恢复其生活自理能力为核心的工作内容。作为一名护理工作者,学习和掌握康复护理的基本知识是很有必要的。

本教材是安徽省五年制护理专业高职规划教材,由安徽省医学会教育学会组织编写,供我省五年制护理专业高职学生学习使用。

本教材本着够用为度的原则,力求突出实用性、实践性和技能性。内容包括康复医学及康复护理学的基本概念、康复护理评定、康复护理基本技术、康复工程器具使用的护理以及常见疾病和损伤的康复护理等。旨在通过学习,掌握康复医学和康复护理学的基本概念、基本理论、基本技能,使学生能够运用康复护理理论和基本技能为残障者服务,提供康复护理技术。

本教材在编写过程中,得到了安徽省计划生育学校和蚌埠医学院的大力支持,在教材内容上采用了有关教材和专著的资料和图表,在此一并表示衷心感谢。

康复护理学是一门新兴学科,很多理论和技术仍在探索和发展,本书虽经多次讨论、审订,但限于编者工作经验和学术水平,书中不足之处难免,恳请广大师生批评指正。王叙德 杨秀木2005年10月第一章绪论

现代康复是一门涉及医学、工程学、社会学、心理学和教育学等多个领域的综合性学科。随着社会的进步和医学科学的发展,康复医学和康复护理学越来越受到重视,卫生部将康复医学科与内科、外科、妇产科、儿科等临床学科并列为临床一级学科。第一节康复与康复医学概述一、康复(一)康复的概念

康复一词最早来源于中世纪的拉丁语“rehabilitation”,原意是“复原”“恢复原来的状态”。康复用于现代医学领域,是指通过综合、协调地应用各种措施,消除或减轻病、伤、残者身心、社会功能障碍,达到或保持最佳功能水平,增强自理能力,使其重返社会,提高生存质量。尽管有些病理变化无法彻底消除,但经康复后,仍然可以达到个体的最佳生存质量。(二)康复的范畴

康复所采用的各种措施包括医学、工程、教育、职业、社会等方面,分别称为医学康复、康复工程、教育康复、职业康复和社会康复,从而构成全面康复。

1.医学康复或称医疗康复 是指通过医学或医疗手段促进康复,可以使用医学上的一切治疗方法。

2.康复工程 是指根据工程学的原理和方法,借助现代科技为病、伤、残者服务,改善患者功能,如安装和使用假肢、利用机器人辅助训练等。

3.教育康复 是指通过对病、伤、残者的特殊教育和培训以促进康复,如聋哑学校等。

4.职业康复 是指对成年病、伤、残者或成年后致残的病、伤、残者恢复就业能力、取得就业机会,包括职业评定、职业训练、设法安排残疾人就业等。

5.社会康复 是研究和协调解决病、伤、残者经过医学康复、教育康复、职业康复后重返社会时所面临的一切社会问题,在社会的层次上采取与社会生活有关的措施,促进残疾人能重返社会,如残疾人就业、环境改造和社会福利等。(三)康复的目的

康复的目的是使病、伤、残者在生理、心理、社会、职业和经济能力等各方面达到最佳功能状态,以提高病、伤、残者生存质量,重返社会为目标。现代医学不可能解决所有病伤残对个体的不利影响,但经积极的康复后,仍可带着某些功能障碍而有意义地生活。(四)康复的服务方式

世界卫生组织提出的康复服务方式有以下三种:

1.机构康复 包括综合医院的各临床相关学科、康复医学科、康复医院(中心)以及特殊的康复机构等。机构康复的特点是有较完善的康复设施、设备,有经过正规训练的各类专业人员,有较高的专业技术水平,能解决病、伤、残者各种康复问题。其不足是病、伤、残者必须到这些机构方能接受康复服务。

2.上门康复服务 具有一定水平的康复人员,到病、伤、残者的家庭或社区进行康复服务。其不足是服务数量和内容均有一定限制。

3.社区康复 依靠社区资源(人、财、物、技术)为本社区的病、伤、残者就地服务。二、康复医学(一)康复医学的概念

康复医学是研究病、伤、残者功能障碍的预防、评定、治疗为主要任务,以改善躯体功能、提高生活自理能力、改善生存质量为目的的一个医学专科。康复医学是医学的一个重要分支,它具有独立的理论基础、功能测评方法、治疗技能和规范的医学应用学科。康复医学是以各种原因引起的功能障碍者、老年人等为主要的服务对象。(二)康复医学的工作方式

1.组成 康复医学的工作方式是以康复治疗组(图1-1)的形式来运作。康复治疗组包括康复医师、康复护士和康复治疗师3类医务人员。组长由康复医师担任,负责病伤残者的康复功能评定、制定康复治疗方案、协调治疗组内各部门间的关系;康复护士负责病伤残者在康复治疗期间的康复护理;康复治疗师在康复医师的指导下负责具体康复治疗方案的制定和实施。康复治疗师包括物理治疗师、作业治疗师、言语治疗师、矫形师、心理治疗师、文体治疗师、职业咨询师、社会工作者等。图1-1 康复医学工作组

2.运作 首先由康复医师接诊,并组织各专业人员对患者进行检查评定,在制订治疗方案中各抒己见,提出各自的方案(包括近期、中期、远期),再由康复医师归纳形成一个完整的、分阶段性的治疗方案,由各专业人员付诸实施。治疗中期,召开治疗组会,对计划的执行结果进行评价、修改、补充。治疗结束时,需再次召开治疗组会对康复效果进行总结,并为下阶段治疗或出院后的康复提出意见。康复治疗组的运作是以康复评定开始,又以康复评定结束。(三)康复医学的发展概况

康复医学的形成发展经历了漫长的历史,从世界范围看其发展经历了萌芽期、建立期、成熟期和发展期四个阶段。康复医学的发展是科学技术、临床医学、经济等发展的必然。

1.萌芽期(1910年以前) 在西方,早在古罗马和希腊时代,人们就已应用日光浴、空气浴、水疗法、运动等治疗各种疾病;16世纪,瑞士医生用磁石治疗脱肛、水肿、黄疸等外科疾病;西方古代矫形外科就已应用假肢和支具。在我国古代已有简朴的康复医疗,祖国医学宝库中有很多记载,如砭石、针灸、浸浴、热熨、磁疗、导引(包括太极拳、八段锦、易筋经)、五禽戏、气功、体操、按摩等用于治疗疾病与强身健体。到1910年初电疗、光疗、水疗、热疗、体疗及按摩已逐渐形成。

2.建立期(1910~1945年) 1910年始将“rehabilitation”一词应用于残疾人,建立康复机构。一战期间,英国著名骨科专家Robert Jones首先开展了对伤员进行职业训练,以便他们在战后能重返工作岗位,1917年美国陆军成立身体功能重建部和康复部,这成为最早的康复机构。脊髓灰质炎的流行使很多年轻患者后遗残疾,为了改善病员的功能障碍,促进了物理医学的迅速发展,如电疗等,1931年物理医学形成。

3.成熟期(1946~1970年) 第二次世界大战期间伤员较多,为使伤员尽快返回前线,康复工作人员在物理医学的基础上采用综合治疗方法,如物理治疗、作业治疗、言语治疗、假肢、矫形支具等,大大提高了康复效果。这样一门新的、跨学科的专业应运而生,这就是康复医学。1969年成立了国际康复医学会。

4.发展期(1970年以后) 20世纪70年代以后,康复医学有了快速的发展,世界各国先后建立了集运动治疗、作业治疗、心理治疗、言语治疗、康复医学工程为一体的康复机构,康复对象的范围进一步扩大。1970年,首届世界康复医学大会召开,以后每隔四年举行一次。国际康复医学会的成立和世界康复医学大会的召开有力地推动了康复机构的建立、康复专业人员的培养和康复医学专业的发展。

我国于20世纪80年代初才开始引进现代康复医学,虽然起步较晚,但在我国政府和卫生部门的重视之下,几十年来在原有的中西医康复治疗技术基础之上,广泛吸取世界现代康复医学技术和系统理论,已取得飞跃发展和显著成就,逐步建立起具有中国特色的康复医学体系,并制定了有关的政策、法令。中国康复医学在现代世界康复医学中已占有一席之地。(四)康复医学的特点

康复医学是应用医学学科的专门技术使功能障碍者的潜在能力和残存能力得到充分发挥的医学科学体系。康复医学和临床医学既有密切的联系,也有明显的区别,有其自身的特点。

1.康复医学和临床医学的联系 ①临床医学是康复医学的源头,没有临床医学就没有康复医学;康复医学是临床医学的延续,康复医学是临床医学疗效的可靠保证。临床医学的迅速发展促进了康复医学的发展,同样康复医学的发展也推动了临床各科学的发展。②康复治疗过程经常需要同时进行临床治疗,而且临床治疗过程也需要康复治疗。例如脑卒中、脊髓损伤、心肌梗死等,患者均需早期活动和功能锻炼,以缩短住院时间,提高功能恢复的程度。

2.康复医学和临床医学的区别 ①治疗对象和目的不同。临床医学治疗对象是临床各学科的各种疾病,治疗的主要目的是挽救生命、消除病因和逆转疾病的病理过程,并为机体康复创造必要的条件。而康复医学的治疗对象是各种原因引起的功能障碍者、老年人群等。治疗的主要目的是最大限度地恢复其功能,使其重返社会。②治疗的手段不同。临床医学是以药物和手术治疗为主,而康复医学则是使用专门的康复技术,进行功能的训练、补偿和代替。(五)康复医学的工作对象

康复医学最早和最主要对象是骨科和神经系统的疾病和损伤,如骨关节损伤、截肢、手外伤、骨关节炎、颈肩腰腿痛、颅脑外伤、脊髓损伤、脑血管疾病及周围神经损伤。近年来,心肺疾病、癌症、慢性疼痛、糖尿病、肥胖症等的康复也已展开。随着疾病结构的改变,全面康复概念的深入,康复医学的对象范围在逐渐扩大。总的来说,康复医学的对象有以下几类:

1.各种原因引起的功能障碍者 康复医学是以研究功能障碍的预防和治疗为导向的一门医学专科,康复医学的对象包括不能正常发挥身体、心理和社会功能的人群,如有躯体、内脏、精神和心理等功能障碍者。这些功能障碍可以与疾病共存,也可以是疾病的后遗症,临床医学往往难以全部解决。据 WHO统计,目前全世界各种残疾人约占总人口的10%,而且每年以1500万人的速度递增。我国2006年第二次全国残疾人抽样调查表明,我国残疾人总数为8296万,占人口总数的6.34%,涉及至少2.6亿家庭人口。其中近6000万残疾人需要康复,占残疾人总数的72.28%。因此,康复对象人数众多。

2.老年人群 人口老龄化已成为当前社会的突出问题。老年人存在不同程度退行性改变和功能障碍,而且年龄越大,各种疾病或功能障碍的发生率越高。我国60岁以上的老年人已占全国人口的10%,预测到2020年将占16%~17%。据推算,我国老年人中长期卧床、生活不能自理者约有2700万,半身不遂者约有70万;82万老年痴呆患者中约有24万长期卧床,这就需要康复医学的帮助。因此,老年人群将成为康复医学的主要对象之一。

3.亚健康人群 不明原因的体力疲劳、月经周期紊乱、性功能下降;不明原因的情感障碍、焦虑或神经质;对环境难以适应,人际关系难以协调等。亚健康状态如果处理得当,身体则向健康状态转化;反之,则容易患上各种疾病。(六)康复医学的组成

康复医学的组成包括康复医学理论基础、康复预防、康复评定、康复治疗、康复护理学和社区康复。

1.康复医学理论基础 康复医学理论基础包括解剖学、运动学、生理学、生物力学、环境改造学等,也就是以运动学为核心的解剖学、生理学和病理学知识。

2.康复预防 康复预防是指通过以下有效手段预防各类残疾的发生,延缓残疾的发展。(1)一级预防:预防各类疾病伤残造成的身体结构损伤的发生是最为有效的预防,可降低70%的残疾发生率。可采取的措施包括宣传优生优育、遗传咨询、产前检查、孕期及围产期保健;预防接种,积极防治慢性病、老年病;合理饮食,合理用药;防止意外事故;加强卫生宣教,注意精神卫生。(2)二级预防:限制或逆传由身体结构损伤造成的活动受限或残疾,可降低10%~20%的残疾发生率。可采取的措施包括早期发现、早期治疗病伤残。(3)三级预防:防止活动受限或残疾转化为参与受限或残障,减少残疾、残障给个人、家庭和社会造成的影响。可采取的措施包括医学康复、教育康复、职业康复和社会康复等。

3.康复评定 康复评定又称功能评定,是对康复对象功能障碍程度进行测试和评估,是康复治疗的基础,为制定合理的康复计划提供依据。康复评定需要客观地、准确地评定功能障碍的原因、性质、部位、范围、程度、预后和转归,它可以在器官、个体和社会能力三个层次上作出,并应在治疗前、中、后各进行一次。康复评定的内容包括评定方法的理论和技术,以及如何应用评定技术。

康复评定包括躯体功能、认知功能、言语(交流)功能、心理功能和社会功能等五个方面。①躯体功能:包括人体发育、姿势、关节活动、肌张力、肌力、平衡和协调、步行功能、心肺功能等。②认知功能:包括注意力、记忆力、计算力、定向力、逻辑思维等。③言语(交流)功能:包括口语、姿势语、书面语等。④心理功能:包括行为、智力、人格、情绪等。⑤社会功能:包括社会交流、人际交流、组织和策划能力等。

4.康复治疗 康复治疗是指通过各种有效的专科治疗手段,最大限度地改善病、伤、残者的功能障碍。康复治疗应遵循早期介入、综合实施、循序渐进、持之以恒、患者主动参与和全面康复的原则。

常用的康复治疗方法有:物理治疗、作业治疗、言语治疗、心理治疗、中国传统康复治疗、康复工程、康复护理和社会服务等。(1)物理治疗(PT):是通过功能训练、物理因子(如力、电、声、光、磁、热等)和手法治疗的手段,来治疗疾病,恢复与重建功能的一种治疗方法,是康复治疗的主要方法之一。(2)作业治疗(OT):根据患者的功能障碍,有针对性地选择一些作业活动,指导患者训练,以达到最大限度地恢复患者躯体、心理和社会方面的功能为目的的一种治疗技术。(3)言语治疗(ST):言语治疗是针对言语行为的听、说、读、写四个方面的功能障碍,采取相应的训练方法,以提高患者应用语言进行交流的能力。(4)心理治疗(PST):是治疗者运用心理治疗的有关理论和技术,对患者进行帮助,以消除或缓解患者的心理问题或障碍,促进其人格向健康、协调的方向发展。(5)中国传统治疗(TCM):是指在中医学理论指导下对患者进行康复治疗的方法,包括针灸、中药、推拿、食疗、运动等。(6)康复工程(RE):主要是安装和使用假肢、利用机器人辅助训练等,改善患者功能。(7)社会服务(SS):主要是对病、伤、残者提供社会康复方面的指导,如职业培训、指导再就业。

5.康复护理 康复护理是康复医学十分重要的组成部分,有关概念将在第二节学习。

6.社区康复 社区康复是指在社区内,利用和依靠社区的人力资源,根据社区内康复对象的康复需求,由康复对象及其家属参与的康复。社区康复的对象是居住在社区内的所有病伤残者、老年人群等。社区康复以社区为区域,根据社区经济状况和可利用的康复资源,为社区内康复对象提供康复服务。第二节康复护理学概述一、康复护理学的概念

康复护理学是根据总的康复计划,围绕全面康复目标,与其他康复专业人员紧密配合,采用专门护理理论、技能和措施,使病伤残者的残余功能和能力得到最大限度的恢复,是康复医学的重要组成部分。随着医学领域的不断拓宽,一般护理技术已远不能满足康复医学的需要,于是就形成了与康复治疗相适应的具有独立特点的康复护理学。二、康复护理的内容

康复护理是康复治疗中的重要组成部分,并贯穿于康复全过程。康复护理围绕全面康复目标,在提高患者自理生活能力、重返社会的过程中承担着重要任务。康复护理涉及护理与康复两个专业,护理内容既要体现基础护理的内涵,又要突出康复护理的特色。(一)康复护理中基础护理

康复护理中的基础护理包括:①对病人进行一般评估,如体温、脉搏、呼吸、血压、压疮等;②观察病情和残情、做好记录,并向康复医疗人员提供信息;③执行医嘱;④健康教育,如指导合理饮食、康复教育等。(二)康复护理中康复特色

康复护理的特色是以改善患者功能障碍,最大限度地恢复其生活自理能力为核心。具体内容包括:

1.预防继发性功能障碍 这对长期卧床和瘫痪患者尤为重要。如协助患者关节活动或翻身以预防压疮、关节畸形、肌肉萎缩和泌尿系感染等继发性功能障碍和并发症的发生。

2.日常生活活动能力的训练 指导和训练患者进行床上活动、就餐、洗漱、更衣、使用家庭用具、移动体位,训练建立有规则的排便功能以保持大便通畅,训练瘫痪病人排尿、指导使用假肢、矫形器和助形器等,帮助他们恢复日常生活活动能力。

3.功能训练的护理 配合康复医师和其他康复技术人员对患者残存功能的强化训练,协调康复治疗计划的安排。

4.给予心理支持 护士在为患者实施护理的过程中,通过与患者及家属的交谈和观察,掌握患者的思想动态,对已发生或可能发生的心理障碍和异常行为,及时给予心理支持,消除患者顾虑,适时鼓励患者主动参与康复治疗。(三)不同时期康复护理重点

在疾病的各个不同时期,康复护理的重点各有不同。

1.疾病的急性期 急性期病人多在ICU、CCU、急诊以及相关的临床专科。此期康复护理的重点是及时做好各种护理观察和评定,积极采取措施预防感染、压疮、挛缩、畸形、萎缩等并发症,适时开展床边简单有效的康复治疗。

2.疾病的恢复期 是指疾病渡过了急性期或病情稳定后的时期,此期为功能恢复的理想时期,也是康复护理介入的好时机。此期康复护理的重点是积极开展各种功能训练,激发潜在能力,尽可能改善器官功能,指导使用康复辅助用具,加强心理支持,提高患者生活自理能力。三、康复护理的原则

1.预防继发性功能障碍 这是康复护理的首要原则,贯穿于康复护理的始终。

2.训练患者“自我护理” 这是康复护理的核心要素。由“替代护理”过渡到“自我护理”,即要引导、鼓励、帮助和训练患者学会并掌握在功能障碍状态下自我照料,尽可能地能够自理生活。

3.重视心理支持 这是康复护理发挥作用的保障,在康复护理工作中,心理支持十分重要。病伤残不仅给病人带来躯体残疾,还带来不同程度的精神、心理障碍和行为异常。不能很好解决心理障碍,就会直接影响病伤残者的全面康复,为达到全面康复的目的,就须对各种心理障碍和异常行为进行心理评估和心理护理。康复护理人员要善于了解患者的心理需求,用恰当的方式和良好的言行使他们减轻心理压力,正确对待病伤残,树立信心,重返社会。

4.密切配合协调 这是康复护理正常运作的必要环节。康复护理人员是康复治疗小组重要成员之一,应和其他成员保持密切联系,互相配合协调,保证康复治疗计划顺利完成。

康复护理来源于一般临床护理,并在完成基础护理的内容、执行医嘱和观察病情等方面与一般临床护理是相似的,但它又区别于一般临床护理,主要表现在:

1.护理对象 与康复对象一致,主要是各种原因引起的功能障碍者,老年人群和有某种功能障碍影响正常生活、工作的慢性病人。

2.护理目的 康复护理不仅要完成一般临床护理的减轻病痛、恢复健康的目的,更重要的是通过实施康复护理技术,使患者的残存功能和能力得到最大限度恢复,以平等的资格重返社会。

3.护理方法 一般临床护理常采用“替代护理”,即当患者因病或伤造成短暂功能障碍时,由护理人员帮助替代完成,如帮助患者进食、洗漱等,患者完全处于被动状态。而康复护理则侧重于“自我护理”,使患者充分发挥残余功能和潜在功能,尽可能自理生活。五、护士在康复治疗中的作用

康复治疗组包括康复医生、康复护士和康复治疗师,康复护士在康复治疗中的有下列作用。

1.病情的观察者 护士与患者的接触机会最多,时间最长,可及时观察到患者的病伤残情况、心理状况、功能训练和恢复情况等。护士的观察为康复评定、康复治疗计划的制订与修改提供可靠的客观依据。

2.康复护理的实施者 康复护士根据总体康复计划,落实护士的职责,为患者提供良好的环境、科学的训练和精心的护理,预防继发性功能障碍的发生,训练患者日常生活自理能力,教给患者必要的医学知识和自我护理的技术。

3.治疗组的协调者 康复护士作为康复治疗小组的重要成员,在康复治疗的过程中,要根据康复治疗计划协调各项工作,尤其是与护理有关的工作,以保证康复训练措施的落实。

4.康复病房的管理者 康复病房管理是康复护士的重要任务之一。康复病房的管理要以方便患者、服务患者为中心,要为患者营造良好的康复环境。康复科病区的设置必须体现无障碍设计的理念,例如:病区走廊应安装扶手,利于患者行走训练;门、卫生间、病床之间的距离应足够轮椅的进出;室内的地面应防滑,有弹性;病房和厕所的门应宽大,卫生间应是坐厕,两侧应有扶手;走廊、厕所、病房床头、浴间应安装呼叫器,以备病人急需。康复护士不仅要保持病房良好的环境,还要进行大量组织工作,协调好医患之间、患者之间、患者与家属之间的关系,使患者逐渐适应社会。(王叙德)第二章康复护理理论基础第一节神经学理论基础

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。一、中枢神经发育机制

1.神经诱导 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。

2.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。神经生长因子对神经系统的分化发育起重要作用。在胚胎发育的早期,神经生长因子有营养神经的效应,促进神经的有丝分裂;对神经元的分化也有很大影响,对交感神经细胞、嗜铬细胞、基底前脑胆碱能神经元等有生化和形态分化效应;对神经纤维的生长方向有引导作用,使神经纤维沿着神经生长因子浓度逐渐增高的方向生长。神经生长因子对神经系统的分化发育起重要作用。

3.中枢神经元的连接 同一类神经元发出的纤维聚集成走向相同的神经束,即同类神经元聚集成密集的集团。神经元复杂而有条不紊的连接,是神经系统整合功能的基础。

引导轴突生长的分子有:细胞黏着分子、钙黏着蛋白和细胞外基质分子。细胞外基质分子,如胶原、层粘连蛋白、纤连蛋白是多种神经元长出神经突的底物,能提供许多不同轴突生长的公共通路。其中,整合素是对细胞外信号与胞浆功能进行整合。

4.神经细胞的迁移 神经细胞的迁移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。放射状胶质细胞在引导神经细胞迁移过程中起着决定作用。随着发育阶段的不同,神经细胞粘连分子也发生化学变化,如由神经嵴细胞产生的透明质酸恰好在细胞迁移期含量最高,大量的透明质酸为细胞迁移开拓了空间。

5.神经细胞的凋亡 在神经系统的发育过程中,细胞在生长分化的同时也发生大量的死亡,发育中出现的这种细胞内特定基因程序表达介导的细胞死亡称神经细胞的凋亡。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。程序性细胞死亡是多细胞动物生命活动中必不可少的过程,与细胞增殖同样重要。这种生与死的动态平衡保证了细胞向特定组织、器官的表型分化,构筑成熟的机体,维持正常的生理功能,它使神经系统的发育达到了结构的高度精细和功能的完美。二、神经反射(一)脊髓水平的反射

1.躯体反射 是指骨骼肌的反射活动,包括牵张反射、屈肌反射和浅反射。(1)牵张反射:当骨骼肌被拉长时,可反射性地引起收缩,这种反射称为牵张反射。膝反射和跟腱反射都是牵张反射。“肌张力”也是牵张反射的一种,可使肌肉保持一定的紧张度,抵抗地心的引力,从而保持身体直立。(2)浅反射:是指刺激皮肤、黏膜引起相应肌肉反射性地收缩。常见的有腹壁反射、提睾反射、屈趾反射等。(3)病理反射:是一种原始的屈肌反射,正常时因受大脑皮质传导束的抑制而不表现出来,但当中枢神经受损时,受抑制的反射释放出来,如Babinski征属于病理性反射,但2岁以下的儿童由于锥体束尚未发育完善,可出现这种反射。

2.内脏反射 包括躯体—内脏反射、内脏—内脏反射和内脏—躯体反射。如竖毛肌反射、皮肤血管反射、瞳孔对光反射、性反射和直肠排便反射。(二)脑干水平的反射

脑干对来自四肢、躯干的本体感觉和前庭及视觉系统的信息进行中枢性整合从而来维持姿势,脑干水平反射也受到小脑与大脑皮质的控制。一般情况下,人在出生8个月后脑干水平的反射消失,脑性瘫痪患儿的这种反射往往持续很长时间不消失。

1.阳性支持反应 被检查者一只足底及跖趾关节接触地面时,刺激了本体感受器而引起下肢呈强直状态为阳性支持反应。正常人出生以后第3~8个月内可有此反应,中枢性神经病损者亦可出现,此时由于麻痹侧足趾关节最先着地而诱发下肢伸肌紧张性增高。膝关节强直或反张,使体重很难移到该侧下肢上来。

2.颈紧张性反射 是指颈部空间位置改变时,脊椎关节和肌肉、韧带的本体感受器的传入冲动对四肢肌肉紧张性的反射性调节,其反射中枢位于颈部脊髓。当头向一侧转动时,下颌所指一侧的伸肌紧张性增强,表现为上下肢伸展,而枕骨所指一侧屈肌张力增强,表现为上下肢屈曲,称为非对称性颈紧张反射。头后仰时,上肢伸展下肢屈曲;头前屈时,上肢屈曲下肢伸展,称为对称性颈紧张反射。这类反射可在幼儿期一过性短期出现,成人脑卒中偏瘫时也可出现。

3.紧张性迷路反射 是指内耳迷路的椭圆囊和球囊的传入冲动对躯体伸肌紧张性的反射性调节,该反射的中枢主要在前庭核。去大脑动物仰卧位时伸肌张力最高,俯卧位时伸肌张力最低。有学者提出可利用姿势反射调整肌张力,改善动作或姿势。

4.抓握反射 压迫刺激手掌或手指腹侧,引起手指屈曲内收活动,称为抓握反射。可见于出生1~4个月的婴儿,脑性瘫痪患儿、脑卒中偏瘫患者也会出现该反射。

5.翻正反射 正常动物可以保持站立姿势,若将其推倒则可翻正过来的反射称为翻正反射。翻正反射可分为视觉、迷路、颈和躯干翻正反射4种。(三)大脑水平的反应

人体在维持各种姿势和完成各种动作时,需要感知自身姿势,将运动的本体感觉、视觉及触觉的信息在中枢神经系统中整合处理,再对全身肌张力进行不断调整。大脑水平的反射活动从出生后6~18个月内出现,并且终身保持。

大脑水平的平衡反应有:

1.降落伞反应 人在垂直位置急剧下落时,四肢外展、足趾展开,呈现与地面扩大接触的准备状态,该反应称为降落伞反应。

2.防御反应 是在水平方向上急速运动时产生的平衡反应,包括坐位反应、立位反应、膝立位反应等。

3.倾斜反应 人在支持面上取某种姿势,当改变支持面的倾斜角度时诱发出躯体的姿势反应称为倾斜反应。三、中枢神经的可塑性

神经系统能发生结构和功能的改变,并维持一定时间,这种变化就是可塑性或可修饰性。神经系统结构和功能的可塑性是神经系统的重要特性,各种可塑性变化既可在神经发育期出现,也可在成年期和老年期出现。(一)大脑的可塑性

1.发育期可塑性 中枢神经系统若在发育阶段受到外来干预,相关部位的神经联系会发生明显的异常改变。中枢神经系统的损伤若发生在发育期或幼年,功能恢复情况比同样的损伤发生在成年时要好。研究表明,中枢神经可塑性有一个关键期,在这一关键时期以前,神经对各种因素最敏感,在这一时期以后,神经组织可变化的程度则大大降低。各种动物神经发育和可塑性的关键期出现的时间不同,持续时间的长短也有差异。

胚胎发育期脑内神经回路的形成一般是由基因控制的,但这一时期神经回路的联系是相对过量的,胚胎期这种过量的神经连接在形成成熟的神经网络之前,必须经过功能依赖性和刺激依赖性调整和修饰过程。因此,即使是在发育期,环境因素与基因因素同样对神经系统的可塑性起决定性的影响。

2.损伤后可塑性 在发育成熟的神经系统内,神经回路和突触结构都能发生适应性变化,如突触更新和突触重排,突触更新和突触重排的许多实验证据来自神经切除或损伤诱发的可塑性变化。在神经损伤反应中,既有现存突触的脱失现象,又有神经发芽形成新的突触连接。神经损伤反应还可以跨突触地出现在远离损伤的部位,如外周感觉或运动神经损伤可以引起中枢感觉运动皮质内突触结构的变化和神经回路的改造,一侧神经损伤也可以引起对侧相应部位突触的重排或增减。(1)结构的可塑性:脑结构的可塑性包括轴突和树突发芽,突触数量增多,这些变化可提高大脑对信息的处理能力。康复训练能使脑梗死灶周围的星形胶质细胞、血管内皮细胞、巨噬细胞增殖,侧支循环改善,促进病灶修复及正常组织的代偿作用,从而促进运动功能的恢复。(2)功能的可塑性:脑功能可塑性主要表现为脑功能的重组、潜伏神经通路的启用及神经联系效率增强等。部分神经元损伤后,其功能可通过邻近完好神经元的功能重组、或通过较低级的中枢神经来部分代偿;皮质下中枢也存在功能重组,脊神经或背根离断后,脊髓背角定位域的神经元对外周皮肤感受野刺激完全不发生反应,而经几周的恢复后,背角定位域即出现功能重组。(二)突触的可塑性

1.突触的结构和分类 神经元是构成神经系统结构和功能的基本单位,其形态和大小差别很大,但结构相似,由胞体和突起两部分组成,突起由树突和轴突组成。轴突的末端有许多分支,其末端的膨大部分称为突触小体,这些小体与其他神经元相接触形成突触。根据信息传递媒介物性质的不同分为化学突触和电突触。化学突触的信息传递媒介物是神经递质,其结构分为突触前膜、突触间隙和突触后膜。电突触的信息传递媒介物是局部电流,其结构无前膜和后膜之分,电流多存在于两个神经元紧密接触的部位,一般为双向传导,传递速度快,几乎无潜伏期。突触分为:①轴突—树突式突触:前一神经元的轴突和后一神经元的树突相接触,这类突触最常见。②轴突—胞体式突触:前一神经元的轴突与后一神经元的胞体相接触。③轴突—轴突式突触:轴突—轴突式突触是突触前抑制和突触前易化的重要结构,是前一神经元的轴突与后一神经元的轴突相接触构成。

2.突触的可塑性 成年人的神经系统通常不具备增殖和分裂的能力,即不能再产生新的神经元,但神经元却持续拥有修饰其显微形态和形成新的突触连接的能力,这种能力是中枢神经系统可塑性的基础。神经元受损后,突触在形态和功能上的改变称为突触可塑性,中枢神经的可塑性大多情况下是由突触的可塑性完成的。突触可塑性的形式有:(1)强直后增强:突触前末梢在接受强刺激后,突触后电位发生明显增强的现象。(2)习惯化与敏感化:当重复给予较温和的刺激时,突触对刺激的反应逐渐减弱甚至消失,这种现象称为习惯化。重复出现较强的刺激尤其是伤害性刺激时,轴突对刺激的反应性增强,传递效能增强称为敏感化。(3)长时程增强及长时程抑制:长时程增强是突触前神经元受到短时间的快速重复性刺激时,在突触后神经元快速形成的持续时间较强的突触后电位增强,与记忆有关。时程抑制是指突触传递效率的长时程降低。

神经元受损后,突触在形态和功能上均可发生改变,具有可塑性潜力的突触多数为化学突触。形态的可塑性是指突触形态的改变及新的突触联系的形成和传递功能的建立,这种可塑性持续时间较长;功能的可塑性指突触的反复活动引起突触传递效率的易化或抑制。神经元生长的程序性控制影响着轴突生长的速度和程度,神经元发育程序的阶段与基因表达的顺序开关有关。(三)决定轴突生长能力的分子

细胞骨架由微管、微丝和神经丝等构成。管蛋白组装成细胞骨架中的微管,肌动蛋白组装成微丝。在生长锥的丝状伪足中富含微丝,体部及板状微足中富含微丝微管和微丝参与轴浆转运机制和细胞内外的信息传递。不同的微管结合蛋白对于控制轴突生长锥的微管形成和稳定起决定性作用。生长相关蛋白集中于轴突生长锥,与跨膜信息传递、突触联系和学习记忆过程有关。(四)神经元外部微环境对神经再生的调控

1.胶质细胞和神经膜细胞(雪旺细胞)的增殖和分泌 适当的增殖有利于再生轴突的生长,但过度的增殖所形成的瘢痕则阻碍再生轴突的生长和延伸,并使再生轴突退变。效应双向性的含义:①胶质细胞既分泌促进生长的因子,又分泌抑制因子;②促进性因子的作用性质取决于局部因子的浓度。

2.神经元与胶质细胞的相互作用 外周轴突接触神经膜细胞后,使神经膜细胞增殖,并表达NGF受体和形成基底膜;直接接触还使培养的星形胶质细胞停止分化,开始增殖并分泌生长因子,从而保证神经元存活、促进突起生长。成熟的神经元和胶质细胞之间,通过胞浆转运进行物质交换,有助于结构和功能的维持。

3.环境对突触可塑性的影响 遗传和后天环境因素共同决定了中枢神经系统的结构复杂性。生活环境的改变的确可以引发神经系统结构和功能的不同变化,在不断变化的环境下生长的动物,由于接受较多的环境信息刺激,其神经系统发育程度、突触数量、树突的长度和分支数量以及胶质细胞数量等,远远胜过生活在缺乏环境信息刺激条件下的动物。神经元之间的相互联系增强,有可能建立了某些新的联系。后天经验和学习等非病理因素能够影响和改变神经元和突触的组织结构和生理效能。(五)康复训练与大脑可塑性的关系

在大脑损伤的恢复过程中,存在着不同于再生的其他恢复机制。脑损伤后的可塑性可能与下列因素有关:①兴奋和抑制的平衡被打破,抑制被解除;②神经元的联系远大于大脑的实际功能联系;③原有的功能联系加强或减弱;④神经元的兴奋性改变,新的轴突末梢发芽和新的突触形成。但总的来说,脑的可塑性分为结构的可塑性和功能的可塑性。

脑可塑性的发生和功能的重组是一个动态变化的过程,脑卒中后功能重组可以分为4个阶段:①脑卒中后的即刻改变,整个神经网络都处于一种抑制状态,这与远隔功能抑制的理论相一致;②主要是未受损半球的增量调节和过度活动;③双侧半球运动相关区域的激活减低,在这一阶段,残存的神经网络建立新的平衡;④脑卒中后恢复的慢性阶段。脑损伤后功能重组的动态变化提示,在脑卒中恢复的不同时期,应采用不同的康复措施以促进脑功能的重组和运动功能的恢复。(六)脊髓的可塑性

1.脊髓可塑性的形式 脊髓是中枢神经的低级部位,与脑一样也具有可塑性。未受损伤的神经纤维的侧支出芽参与了新突触的形成,使因伤而减少的突触数量产生恢复性增加。脊髓可塑性变化的主要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。

脊髓损伤后轴突的出芽主要包括3种形式:①再生性出芽;②侧支出芽;③代偿性出芽。再生性出芽是指在受伤轴突的神经元仍存活时,该轴突近端以长出新芽的方式进行再生。侧支出芽是指在损伤累及神经元胞体或近端轴突损伤进而造成整个神经元死亡时,附近未受伤的神经元从其自身的侧支上生出新芽。在发育过程中神经元轴突的部分侧支受伤时,其正常的侧支发出新芽以代偿因受伤而丢失的侧支,这种出芽称代偿性出芽。

2.脊髓模式发生器模式 发生器位于脊髓和脑干中的中间神经元形成节律性神经元放电,进而引起如呼吸、跑步、咀嚼等节律性动作。脊髓模式发生器特指位于脊髓内、能自动产生稳定振荡、有序激活伸屈肌群进行交替收缩、激发肢体节律运动的模式发生器,具有独立于脊髓上神经中枢和外周感觉输入、自我维持运动样神经活动的特性。脊髓模式发生器的接近脊髓表面,主要由兴奋、侧抑制、末端交叉抑制3种基本中间神经元构成,呈链式和阵列式排列,能在缺乏高层控制信号和外部反馈信息的情况下,产生稳定的振荡行为,输入信号的波幅、频率以及多信号之间的相位关系决定输出的运动模式。运动行为的产生需要运动神经元和模式发生器网络神经元的相互协调。

一般认为神经系统的不同结构都存在与其他结构既分开又能产生节律性爆发行为的神经元。这种功能可以是自发的,也可能需要某种起始信号,但模拟信号的发出不需要大脑下传信号的刺激。某些神经束诱发的重复放电足以产生运动,因此可以说明引起节律行为的散在振荡发生器主要位于脊髓的中间神经元内。减重步行训练是治疗脊髓损伤常用的训练方法,其治疗机制就是利用脊髓模式发生器的原理。减重步行训练影响了脊髓内产生模式运动的中间神经元相关的反射通路,脊髓感觉传入的时相激活有助于重塑脊髓网络,产生相应的节律运动。

脊髓模式发生器的放电可受外周系统调控,因为它可被适当部分的传入神经所调节。如对四肢动物处于悬空状态动态相的脚施加皮肤刺激时,会产生避让障碍物的躲避动作;当腿在承重状态时,刺激皮肤则没有这样的反应,所以感觉传入信号存在相位依赖性调节。四、脑老化

脑老化是包括一系列生理、心理、形态结构和功能的变化,其表现以脑功能降低、减弱和消失为特征。临床表现为患者智力、语言能力、学习记忆、理解创造能力、注意力、睡眠觉醒等功能的退化。老年人的脑可见轻中度的脑萎缩和脑沟变宽。虽然在脑老化过程中神经元的丧失不是主要的,但似乎大量的细胞要经历胞体、树突和轴突的变化。许多神经元跟外周轴突的分支有进行性的限制和萎缩,还有不规则的树突棘丢失和沿着残余树突分支出现的串珠样肿胀。这些变化可能与进行性蛋白合成能力降低有关,也可能是脂褐素的沉积和神经元纤维缠结增加侵入细胞质空间的结果。

脑的老化过程是生长→发育→退化的自然规律,是向结构和功能减退的方向发展变化,然而,在一定时期包括脑所具有的可塑性有向脑功能增强、补偿、提高的趋势,一定程度上可以补偿脑老化过程中的退化。第二节人体生物力学理论基础一、人体肌肉的生物力学(一)肌肉的分型

按骨骼肌在运动中的不同作用,可分为原动肌、拮抗肌、固定肌和协同肌。

1.原动肌 在运动的发动和维持中一直起主动作用的肌肉称原动肌。

2.拮抗肌 指与运动方向完全相反或发动和维持相反运动的肌肉。原动肌收缩时,拮抗肌协调地放松或做适当的离心收缩,以保持关节活动的稳定性,增加动作的精确性,并能防止关节损伤。如在屈肘运动中,肱二头肌是原动肌而肱一头肌是拮抗肌。

3.固定肌 为了发挥原动肌对肢体的动力作用,需将肌肉近端附着的骨骼充分固定,起这一作用的肌肉为固定肌。如在肩关节,当臂下垂时,冈上肌起固定作用。

4.协同肌 当多个原动肌跨过多轴或多个关节,产生复杂的运动时,这就需要协同肌收缩来消除某些因素,这些肌肉可辅助完成某些动作。(二)肌肉的收缩形式

骨骼肌按其收缩的形式可以分为等长收缩、等张收缩和等速收缩。

1.等长收缩 肌肉收缩时,肌纤维的长度基本不变,表现为肌张力增高,但不产生关节的运动。

2.等张收缩 在肌肉收缩时,整个肌纤维的长度发生改变,张力基本不变,可产生关节的运动。此类肌肉收缩又根据肌纤维长度变化的方向不同分为向心性收缩和离心性收缩。(1)向心性收缩:肌肉收缩时肌纤维向肌腹中央收缩,长度变短,肌肉的起止点相互接近,如肱三头肌收缩引起的肘关节伸展。(2)离心性收缩:肌肉收缩时肌纤维的长度变长,肌肉起止端远离,此时肌肉收缩是为了控制肢体的运动速度。如屈肘时,肱三头肌收缩但长度延长,其作用是控制屈肘的速度。

3.等速收缩 肌肉收缩时产生的张力可变,但关节的运动速度是不变的。等速收缩也分为向心性和离心性收缩,等速收缩产生的运动称为等速运动。

离心性收缩的机械效率高而耗氧量低,决定了离心性运动消耗的能量少。离心性收缩的另一特点是在相同的收缩速度下,肌肉做最大自主性收缩和产生最大力矩时,神经肌电活动只表现为次最大活动,反复地进行离心性收缩训练也可以提高肌肉对抗运动性延迟性肌肉疼痛的能力。二、人体肌腱和韧带的生物力学(一)肌腱和韧带的拉伸特性

肌腱是由胶原组成,是机体软组织中具有最高拉伸强度的组织之一。肌腱和韧带的伸长不仅与受力的大小相关,也与力的作用时间及过程相关。这种黏弹性反映了胶原的固有性质及胶原与基质之间的相互作用。在等张收缩中,肌肉—肌腱的单位长度保持不变,肌腱和韧带拉伸,肌肉缩短。肌肉长度的缩短可降低肌肉的疲劳程度,所以,肌腱和韧带的蠕变在等张收缩中可增加肌肉的工作能力。另外,肌腱、韧带的黏弹性与其载荷有关。所以,在预载荷之后,软组织的载荷一伸长曲线才有最大的可重复性。肌腱和韧带的性质还与应变的速率有关,拉长的速度越快,肌腱的强度越大。(二)影响肌腱和韧带力学的因素

除黏弹性外,解剖部位、运动水平、年龄、温度都是影响肌腱和韧带力学性质的因素。

1.解剖部位 不同解剖部位的肌腱和韧带所处的生化环境不同,承受的应力不同,其生物力学性质也不同。

2.锻炼和固定 锻炼对肌腱和韧带的结构和力学性质有长期的正面效应。锻炼对胶原纤维的弯曲角度和弯曲长度有明显的影响,还能增加胶原的合成,增加肌腱中大直径胶原纤维的百分比。大直径的胶原纤维比小直径的胶原纤维承受更大的张力。

3.年龄 随着发育成熟,肌腱的极限拉伸强度和极限应变也增加青壮年人和老年人的肌腱极限拉伸强度显著高于未成年人,青壮年人肌腱的模量高于未成年人和老年人。与成年人的肌腱相比,未成年人的肌腱在低拉伸强度下更容易撕裂。三、人体周围神经损伤的生物力学

机械损伤是导致周围神经损伤的常见的原因,如切割伤、骨折脱位所致的神经压迫伤和牵拉性损伤等。(一)神经卡压损伤

1.神经卡压损伤分类 神经卡压损伤主要分为两大类:①即刻发生的急性损伤;②逐渐进展的慢性损伤。

损伤应变力可为外源性或内源性在急性和慢性神经卡压损伤中神经功能减退的主要原因是机械因素和缺血因素。作用力的大小、频率、持续时间和作用方式决定卡压损伤的范围和程度。

2.神经卡压损伤的危险因素(1)神经直接与坚硬的表面相接触,如桡神经在肱骨肌螺旋管内。(2)神经通过或容纳于具有坚硬内壁的腔隙,如正中神经在腕管部。(3)与神经密切相邻的结构,当与神经密切相邻的结构体积过大时可引起神经受到卡压,如与神经接触的血管发生动脉瘤样肿胀。(二)神经卡压损伤生物力学效应

缺血是慢性卡压损伤发生的主要原因。迟发的效应包括水肿、出血、神经纤维变性以及神经粘连。卡压引起的缺血将导致神经内毛细血管内皮细胞的缺氧及机械性损伤,使其对水分、各种离子和蛋白质的通透性增高,当供血恢复时,会导致神经内水肿。水肿的程度与卡压的强度和持续时间有关。

神经纤维轻微的卡压性损伤当卡压因素去除后,神经传导阻滞可迅速逆转,表示损伤与神经内血管部分或完全闭塞导致的供氧减少有关。在高强度卡压下,不仅存在血管闭塞,还可有神经纤维和血管的破坏,长期持续的传导阻滞将形成局部神经内水肿和阶段性脱髓鞘,引起较重损伤。(三)神经牵拉伤的分类

1.牵拉引起的神经损伤 突然的具有一定强度的外力导致的急性损伤。

2.牵张引起的神经损伤 长期牵拉引起的慢性损伤。

牵拉引起的神经损伤程度可以从Ⅰ度至Ⅴ度。损伤的程度和严重性与外力的大小及形变率有关,形变可分为轻微、中等和严重Ⅲ级。通常轻微牵拉产生Ⅰ度和Ⅱ度损伤,中等牵拉产生结构破坏导致Ⅲ度损伤,而严重牵拉导致广泛的创伤和撕脱,可以引起Ⅳ度损伤或神经连续性丧失的Ⅴ度损伤。(四)神经牵拉的生物力学

由于神经干的松弛,最初牵拉时,神经可以很迅速且很容易被拉长,神经束被拉长,振动消失。当牵拉继续时,神经纤维内部张力增加并和神经束膜一起被牵拉。

Ⅰ度损伤:当神经束被牵拉时它们的横截面积减少,使神经束内压力升高,导致卡压神经的形态和缺血。

Ⅱ度损伤:当神经拉长接近弹性极限时,神经束内的纤维开始断裂。

Ⅲ度损伤:牵拉增加时,神经束内的神经内管断裂。

Ⅳ度损伤:牵拉继续增加时,神经束膜被撕裂。

V度损伤:更大的牵拉则引起神经外膜撕脱和神经的连续性丧失。

这些损伤与神经束内广泛损伤及纤维变性有关,后者能阻碍神经再生。四、人体骨骼的生物力学

骨组织主要由骨细胞、有机纤维、黏蛋白、无机结晶体和水组成。骨骼系统是人体重要的力学支柱,承受多种载荷,并且还为肌肉提供可靠的动力联系和附着点。胶原平行有序地排列,并与基质结成片状,形成骨板,是形成密质骨的单元。胶原与基质贴附,形成棒状骨小梁,是形成松质骨的单元。

骨的变形以弯曲和扭转最为常见,弯曲是沿特定方向上连续变化的线应变的分布,扭转是沿特定方向上的角应变的连续变化。骨骼的层状结构充分发挥了其力学性能。若长骨中部受到垂直于长轴的力的作用,该长骨的两端由关节固定,中间部的力使其长度伸长并弯曲,与两端关节固定点形成相反的平行力,越靠近骨皮质的部应力越大;若受到扭转力的作用,情况和受到垂直于长轴的力相同。骨的一部分类似于一个圆柱体,圆柱的端面受一对大小相等、方向相反的力矩作用,发生角应变,轴心的应变及剪应力为零,圆柱体表面的力最大,即骨皮质所受的力最大,而骨皮质是最坚硬的部位,抗压力、抗扭转力最强。

人体骨骼可以再生和修复,在人体中骨处于不断的增殖和再吸收两种相反过程中,此过程受很多因素的影响,如年龄、性别、应力以及某些激素水平。应力是较重要的因素,机械应力对骨组织是有效的刺激。应力刺激对骨的强度和功能的维持有积极的意义。当骨骼面临机械性应力刺激时,常常出现适应性的变化,否则将会发生骨折。负重施加于骨组织上的机械应力可引起骨骼的变形,这种变形导致成骨细胞活性增加,破骨细胞活性减弱。骨的重建是骨对应力的适应,经常受应力刺激的部位生长,较少受到应力刺激的骨骼部位吸收。制动或活动减少时,骨骼因缺乏应力刺激而出现骨膜下骨质的吸收,强度会降低。如瘫痪的及长期制动患者,骨骼缺乏肌肉运动的应力作用,使骨吸收加快,导致骨质疏松。失重同样可以造成骨钙丢失。骨在应力作用下发生应变的骨组织间隙液里的钙离子浓度增大,以利于无机晶体的沉积。五、人体骨痂的生物力学

骨痂是形成与骨修复的复合组织。骨折愈合三个时期分别为:血肿机化期、原始骨痂形成期、骨痂改造期。在骨折愈合早期,骨折处形成的肉芽组织能很好地耐受骨折块间的应力变化。在修复过程中,细胞的类型和性质决定了骨折的稳定性。在骨折断端紧密连接机械稳定性的情况下,软骨形成的数量极少,但会在骨折断端间形成一层薄骨痂。而在骨折断端未获得机械稳定性时,早期的骨痂不能在断端间形成桥接,而是形成丰富的软骨骨痂,这些骨痂随稳定性的加强,通过软骨内骨化转变成骨。在软骨骨痂钙化的过程中,如果骨折间隙较大,并且不具备足够的稳定性,那么由于纤维组织的存在,纤维软骨骨痂不能转变为成骨性骨痂组织,则会发生骨折不愈合。六、人体关节软骨的生物力学(一)关节软骨的组成

关节软骨表面光滑,能减少相邻两骨的关节软骨摩擦,缓冲运动时产生的震动、传导负荷至软骨下骨的作用。关节软骨在关节活动中起重要作用。

关节软骨是组成活动关节面的有弹性的负重组织,其主要由大量的细胞外基质和软骨细胞组成,基质的主要成分是水、蛋白多糖和胶原,并有少量的糖蛋白和其他蛋白,这些成分构成了关节软骨独特而复杂的力学特性。

关节结构的变化会改变关节承载和力的传递方式,改变关节的润滑度可改变关节软骨的生理状态。关节软骨的表面有不规则特性,这种特性有助于润滑。(二)关节的润滑

关节滑液由关节滑膜分泌,它是一种血浆透析液。关节滑液含有类似黏蛋白物质的高黏滞性润滑液,有润滑关节的作用。关节的润滑有液膜润滑和边界润滑两种基本形式。液膜润滑的润滑剂是关节液,边界润滑包含一层吸附在两个相向关节面上的润滑剂分子,当两个关节面的粗糙部开始接触或当液膜被大载荷挤出关节间隙时,边界润滑开始起作用。在病理状态下,关节内的润滑机制将受到病变润滑特性和软骨特性改变的影响。

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