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關節機構的軸承功能
所有活體組織,含水分多,被認為具有黏彈性的力學性質。使人認為
如對韌帶給予很大速度,會產生依賴于速度的剛性變化。但是,實驗結果
和預計的相反,沒有顯示速度依賴性。其原因可設想如下:
活體中產生的黏性力,可認為起因于組織內的流動阻力。這僅在固體
部分產生較小彈性力時能觀測到。但是,韌帶的剛性的大小為數十kgf/ra
m,和其他軟組織相比,這是個很大的數值。因此,由黏性產生的力對剛性
沒有影響。
此外,本節的實驗結果表明,膝關節幾n'llTl的伸長將產生數十kgf(
數百N)的張力。這個事實意味著用人工關節置換時在膝關節周圍允許的富
余空問極小。關于這一點,將在第8章再次進行研討。7.2從運動學看關節
功能
在討論關節功能時,考慮其運動學(kinematics)是很重要的。運動學
大致和一般機械或機械軸承的機構學具有相同的內容。運動學討論意味著
進行運動的描述(description)。
作為討論關節的運動學,基礎是運動自由度(degrees of freedom ofm
otion)和運動可動域(range of motion)。
運動可動域問題,在臨床上、對于病態的把握、矯形外科手術評價是
很重要的。但是,并無多少難點,通過實測收集數據即為其全部工作內容
。相對而言,應著重研究運動自由度的問題。7.2.1關節的運動自由度
在工學領域最初使用運動自由度術語的是F.Rheuleaux(1875年)14j,
l 5】。此術語應用于關節運動學最早的是0.Fischer(1907年)[5]’[6]。
雖說是關節但也有多種多樣。作為其分類的依據,最初嘗試引人了運動自
由度。
運動自由度是實現運動方向種類的數目。它和為描述其運動所需獨立
變量的數目是一致的。例如,為了描述空中漂浮的物體,必須指定重心位
置的3個坐標,重心回轉的3個回轉角。這時的運動自由度是6。孤立物體的
自由度最多為6。
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