人体力学及其在临床工作的应用
作者：王桂闽 洪瑛 李蓉 谭永琼
单位：华西医科大学附属第一医院(成都610041)
关键词：人体；力学；临床应用
华西医学990368 摘要：人体力学是利用相似的机械操作和物理定理来研究人体的各种活动。力学原理在人体活动中，有些是自然形成的，有些则是需要经过后天的训练。人体的生理结构恰到好处的包含着许多力学原理。如人体机械运动的基本规律，骨骼肌的杠杆作用，人体的平衡和稳定，合力和分力，重力和质量，流体力学，还有解剖学和生理学的静态学与动态学等。掌握好人体力学的原理，在工作中正确指导工作，就会提高工作质量，使病人感觉舒适，安全，满意，使工作省力省时，轻松愉快。从而达到最佳效果。
[中图分类号]R318.01 [文献标识码]B
The Clinical Application of Mechanics on Human Body
, 百拇医药
WANG Gui-min，HONG-ying，LI Rong， et al.
根据第二次全国职业病康复学术会议报道，我国未来10至15年内可能出现第三次职业病高发期。就护理工作而言，功能性腰背痛已形成护士的一种常见病〔1〕。因此，我们在工作中要正确使用人体力学原理，从而节省体力，减少劳动强度，缩短工作时间，提高工作效率，降低职业病的发病。
人体力学是利用相似的机械操作和物理定理来研究人体的各种活动。力学原理在人体活动中，有些是自然形成的，有些则需要经过后天的训练。人体的生理结构恰到好处的包含着许多力学原理。如人体机械运动的基本规律，骨骼肌的杠杆作用，人体的平衡和稳定，合力与分力，重量和质量，流体力学，热力学，以及解剖学和生理学的静态学与动力学等。人体活动与姿势是密切相关的，正确的姿势有利于生理功能的进行，并只需要消耗最小的能量。正确的姿势对于病人的取位和移动也是很重要的，如忽视了人体力学就会影响病人健康的恢复，甚至造成不良的后果。对于护士来说，养成良好的姿势，正确的利用人体力学原理，既可减轻紧张疲劳，避免职业病，又可保持旺盛的精力，提高工作效率。
, 百拇医药
1 人体力学的相关概念
人体活动是由骨、关节和骨骼肌共同完成的。它们在神经的调节和各系统的配合下，对人体起保护、支持和运动的作用。在运动中，骨骼起杠杆作用，关节是运动的枢纽，骨骼肌是动力，肌肉所产生的动力主要是使骨骼绕轴旋转而引起转动或杠杆作用〔2〕。
杠杆作用的形式如下：
平衡杠杆运动——支点在重点和力点之间，即动力臂等于阻力臂。如环枕关节进行的仰头和俯首运动。
省力杠杆运动——重点位于支点和力点之间，即动力臂大于阻力臂，动力小于阻力。如支撑腿在起步抬足跟踝关节的运动，又如用开瓶器启开液体瓶的瓶盖，这种杠杆运动比较省力，但幅度小。
速度杠杆运动——力点位于重点和支点之间，即动力臂小于阻力臂，动力大于阻力。如举起重物时，肘关节的运动。这种杠杆运动是费力运动，是以力的消耗换取较快的运动速度的。
, 百拇医药
重力——我们在运动中几乎所有的骨骼肌运动都是肌力与重力的对抗。
重心——在人体直立时，重心位于第二骶椎前方7cm〔3〕。人体的各段又有自己的重心。人体发生位置的变化时，重心位置也会随之变化。
支撑面——支撑面大，物体可有一种回复力矩，即稳定；支撑面小，重量将会产生破坏力矩，即不稳定，易倾斜。
重力线——人体重力线通过枢椎齿突，脊柱胸段前方，髋关节之后，膝踝两关节前方，落在足弓上〔4〕。
人体稳定的条件是重心低，支撑面大，重力线落在支撑面内。当病人侧卧位时，由于此姿势的重心高，支撑面小，易失去平衡而坠地。所以，此时必须用床栏保护病人。工作中应尽量避免或减少提起的动作，因为这种动作是和重力方向相反，必须施加大于整个物体重量的向上的力才能提起，费力又耗能。
, http://www.100md.com
反作用力——当人或物体作用于或施加力于周围事物时，周围事物就在力的接触点产生一个大小相等方向相反的反作用力。如我们托着治疗盘时，就起着对抗这个向下力而使盘不致于掉在地下。反作用力又分摩擦力和压力：
摩擦力——摩擦力与压力有关，与接触面的粗糙程度有关。压力越大摩擦力越大，粗糙面越粗糙，摩擦力越大〔5〕。
摩擦力对我们有益又有害，我们在工作中要正确利用摩擦力。如人们穿的鞋子，鞋底上的凸凹不平的花纹就是为了增加摩擦，防止人们滑倒。又如病人或老年人拄的拐杖，一般拐杖头用的是摩擦系数大的木头或像皮等，这样可减少作相对运动的趋势。另外，拐杖应尽量靠近躯体，如放得太靠前或外，就会减少垂直的反作用力而发生打滑。
当移动病人时，应尽量减少对病人的摩擦力。一般拉比推好。因为拉有向上的分力，它可减少病人与床的压力，使摩擦力降低。而推有向下的分力，它可增加病人与床的摩擦力，并且还会对组织和关节等产生压力。另外还要注意，过量的切面分力可损伤病人的皮肤以及易形成褥疮。
, 百拇医药
压强——压强与受力面积大小有关，单位面积受到的压力叫压强。成年人站立时对地面的压强约为15千帕，因而人也将受到从脚底向上的反作用力。当病人卧床时，压力有指向病人的皮肤，并有挤压皮肤下组织的可能。组织受损或发生褥疮与施加的压力和时间的长短有关。
因为压强与受力面积有关，因此我们在安置病人的体位时需要保护骨隆突的地方。因为它在单位面积上承担的压力相对最大。并且，应支撑身体的空隙处，增加承受压力的接触面，减少单位面积上的压力。另外，还要注意，有时虽然压力小，但如果作用的时间长，也会阻碍血液循环，从而导致组织受损。
肌肉——人体的各种运动都是由有关的肌肉作用于骨骼，使其绕着关节中心活动而产生的。在一个轴的相对侧配备了两组作用相反的肌肉。它们的作用是相互对抗又相互依存。当我们持杯饮水时，肘关节之所以能屈到特定的程度，是有赖于屈肌的适当收缩和伸肌的适当的松弛。当我们在工作中，如用靠背架支起病人的上身或呈半坐位时，应考虑肌肉的被动功能，将病人双膝略弯曲，以减轻腿后肌肉的紧张。
, http://www.100md.com
提举——当人的躯干挺直时，上身的大部分重量和提举负荷的重量是通过脊柱垂直向下的。从颈椎到腰椎，每个椎体依次承受的重量越来越大。而腰骶部则比以上椎体承受的力更大。所以它极易受损，是腰背痛的好发部位。
脊柱能在很短的时间内承受很大的压力而不受损伤。但是它很容易遭受切力和扭力的破坏。如在工作时采取不良姿势，虽然用力小，但只要是长时间的作用，仍可造成结构的破坏，影响身体的前后弯曲、左右活动和髋部的活动。
2 人体力学的应用
我们要正确地应用人体力学的原理来指导工作，应注意以下几点：
(1)我们在站立、行走、蹲下、起立或提拿物品时，要保持大的支撑面，两脚分开10至15cm的距离，以维持身体的平衡，使重心恒定并使重量均匀分布。另外应注意，工作时靠近工作物，肘部尽可能的贴近躯干两侧〔6〕。
, http://www.100md.com
(2)物品移动时，能拉则不要推，能推则不要提。如物体的重量超过5kg，则应在物体的重心上安上一个提把。如体积较大的物品，则重量不能超过10kg。当物体是人体重量的35%时，不要硬提举，可沿地面推动。当推动物体时，不要有向下的力，而且用力的方向尽量接近重心的水平，如此将省力得多。
(3)拿重物时，用手掌托住比用手指紧握要省力。
(4)尽量用全身转动，避免用躯干转动，以免不均等的肌肉张力造成正常的重力线的改变。
(5)当拉动和移动重物或病人时，要使身体挺直在支撑面上，而决不要抬起或离开支撑面。两腿前后分开，使身体重量随着两腿前后移动，而不要硬撑强拉。
(6)在工作时尽可能的保持直立的姿势，不要采取长时间的上身前屈姿势。如需要上身前屈时，可向前迈一条腿，以扩大支撑面而增加稳定性，如需长时间在较低的地方工作时，则最好是蹲下、跪下或坐矮凳子上，以降低重心，保持身体挺直在支撑面内而省力。
, http://www.100md.com
(7)肌肉在能放松时就放松，只有在必要时才收缩。在任何工作中都应尽可能的用最大肌群和最大数量的肌肉。
(8)要保持病人有舒适而稳定平衡的卧位。翻身时要注意，侧卧时其重心高，支撑面小，不稳定，应加以保护。但又可利用侧卧的重力、力矩而省力地进行翻身至平卧位，避免病人的不良姿势和卧位造成身体局部的血供不良。定时翻身，防止褥疮。
只要我们掌握好了人体力学的原理，在工作中正确运用人体力学来指导我们的工作，就会提高我们的工作质量，使病人舒适，安全，满意。使我们工作省力省时轻松愉快。工作达到最佳效率。
3 参考文献
1 李棉舫：护士功能性腰背痛发生情况及分析。中华护理杂志1997；32(10)：597。
2、4 郑思竞，主编：人体解剖学。人民卫生出版社1987：68，70。
3、5 雷树人，主编：物理。人民教育出版社1993，109。
6 甘兰君，主编：护理学基础。人民卫生出版社，1988，48。
(收稿日期：1999-05-07), 百拇医药
单位：华西医科大学附属第一医院(成都610041)
关键词：人体；力学；临床应用
华西医学990368 摘要：人体力学是利用相似的机械操作和物理定理来研究人体的各种活动。力学原理在人体活动中，有些是自然形成的，有些则是需要经过后天的训练。人体的生理结构恰到好处的包含着许多力学原理。如人体机械运动的基本规律，骨骼肌的杠杆作用，人体的平衡和稳定，合力和分力，重力和质量，流体力学，还有解剖学和生理学的静态学与动态学等。掌握好人体力学的原理，在工作中正确指导工作，就会提高工作质量，使病人感觉舒适，安全，满意，使工作省力省时，轻松愉快。从而达到最佳效果。
[中图分类号]R318.01 [文献标识码]B
The Clinical Application of Mechanics on Human Body
, 百拇医药
WANG Gui-min，HONG-ying，LI Rong， et al.
根据第二次全国职业病康复学术会议报道，我国未来10至15年内可能出现第三次职业病高发期。就护理工作而言，功能性腰背痛已形成护士的一种常见病〔1〕。因此，我们在工作中要正确使用人体力学原理，从而节省体力，减少劳动强度，缩短工作时间，提高工作效率，降低职业病的发病。
人体力学是利用相似的机械操作和物理定理来研究人体的各种活动。力学原理在人体活动中，有些是自然形成的，有些则需要经过后天的训练。人体的生理结构恰到好处的包含着许多力学原理。如人体机械运动的基本规律，骨骼肌的杠杆作用，人体的平衡和稳定，合力与分力，重量和质量，流体力学，热力学，以及解剖学和生理学的静态学与动力学等。人体活动与姿势是密切相关的，正确的姿势有利于生理功能的进行，并只需要消耗最小的能量。正确的姿势对于病人的取位和移动也是很重要的，如忽视了人体力学就会影响病人健康的恢复，甚至造成不良的后果。对于护士来说，养成良好的姿势，正确的利用人体力学原理，既可减轻紧张疲劳，避免职业病，又可保持旺盛的精力，提高工作效率。
, 百拇医药
1 人体力学的相关概念
人体活动是由骨、关节和骨骼肌共同完成的。它们在神经的调节和各系统的配合下，对人体起保护、支持和运动的作用。在运动中，骨骼起杠杆作用，关节是运动的枢纽，骨骼肌是动力，肌肉所产生的动力主要是使骨骼绕轴旋转而引起转动或杠杆作用〔2〕。
杠杆作用的形式如下：
平衡杠杆运动——支点在重点和力点之间，即动力臂等于阻力臂。如环枕关节进行的仰头和俯首运动。
省力杠杆运动——重点位于支点和力点之间，即动力臂大于阻力臂，动力小于阻力。如支撑腿在起步抬足跟踝关节的运动，又如用开瓶器启开液体瓶的瓶盖，这种杠杆运动比较省力，但幅度小。
速度杠杆运动——力点位于重点和支点之间，即动力臂小于阻力臂，动力大于阻力。如举起重物时，肘关节的运动。这种杠杆运动是费力运动，是以力的消耗换取较快的运动速度的。
, 百拇医药
重力——我们在运动中几乎所有的骨骼肌运动都是肌力与重力的对抗。
重心——在人体直立时，重心位于第二骶椎前方7cm〔3〕。人体的各段又有自己的重心。人体发生位置的变化时，重心位置也会随之变化。
支撑面——支撑面大，物体可有一种回复力矩，即稳定；支撑面小，重量将会产生破坏力矩，即不稳定，易倾斜。
重力线——人体重力线通过枢椎齿突，脊柱胸段前方，髋关节之后，膝踝两关节前方，落在足弓上〔4〕。
人体稳定的条件是重心低，支撑面大，重力线落在支撑面内。当病人侧卧位时，由于此姿势的重心高，支撑面小，易失去平衡而坠地。所以，此时必须用床栏保护病人。工作中应尽量避免或减少提起的动作，因为这种动作是和重力方向相反，必须施加大于整个物体重量的向上的力才能提起，费力又耗能。
, http://www.100md.com
反作用力——当人或物体作用于或施加力于周围事物时，周围事物就在力的接触点产生一个大小相等方向相反的反作用力。如我们托着治疗盘时，就起着对抗这个向下力而使盘不致于掉在地下。反作用力又分摩擦力和压力：
摩擦力——摩擦力与压力有关，与接触面的粗糙程度有关。压力越大摩擦力越大，粗糙面越粗糙，摩擦力越大〔5〕。
摩擦力对我们有益又有害，我们在工作中要正确利用摩擦力。如人们穿的鞋子，鞋底上的凸凹不平的花纹就是为了增加摩擦，防止人们滑倒。又如病人或老年人拄的拐杖，一般拐杖头用的是摩擦系数大的木头或像皮等，这样可减少作相对运动的趋势。另外，拐杖应尽量靠近躯体，如放得太靠前或外，就会减少垂直的反作用力而发生打滑。
当移动病人时，应尽量减少对病人的摩擦力。一般拉比推好。因为拉有向上的分力，它可减少病人与床的压力，使摩擦力降低。而推有向下的分力，它可增加病人与床的摩擦力，并且还会对组织和关节等产生压力。另外还要注意，过量的切面分力可损伤病人的皮肤以及易形成褥疮。
, 百拇医药
压强——压强与受力面积大小有关，单位面积受到的压力叫压强。成年人站立时对地面的压强约为15千帕，因而人也将受到从脚底向上的反作用力。当病人卧床时，压力有指向病人的皮肤，并有挤压皮肤下组织的可能。组织受损或发生褥疮与施加的压力和时间的长短有关。
因为压强与受力面积有关，因此我们在安置病人的体位时需要保护骨隆突的地方。因为它在单位面积上承担的压力相对最大。并且，应支撑身体的空隙处，增加承受压力的接触面，减少单位面积上的压力。另外，还要注意，有时虽然压力小，但如果作用的时间长，也会阻碍血液循环，从而导致组织受损。
肌肉——人体的各种运动都是由有关的肌肉作用于骨骼，使其绕着关节中心活动而产生的。在一个轴的相对侧配备了两组作用相反的肌肉。它们的作用是相互对抗又相互依存。当我们持杯饮水时，肘关节之所以能屈到特定的程度，是有赖于屈肌的适当收缩和伸肌的适当的松弛。当我们在工作中，如用靠背架支起病人的上身或呈半坐位时，应考虑肌肉的被动功能，将病人双膝略弯曲，以减轻腿后肌肉的紧张。
, http://www.100md.com
提举——当人的躯干挺直时，上身的大部分重量和提举负荷的重量是通过脊柱垂直向下的。从颈椎到腰椎，每个椎体依次承受的重量越来越大。而腰骶部则比以上椎体承受的力更大。所以它极易受损，是腰背痛的好发部位。
脊柱能在很短的时间内承受很大的压力而不受损伤。但是它很容易遭受切力和扭力的破坏。如在工作时采取不良姿势，虽然用力小，但只要是长时间的作用，仍可造成结构的破坏，影响身体的前后弯曲、左右活动和髋部的活动。
2 人体力学的应用
我们要正确地应用人体力学的原理来指导工作，应注意以下几点：
(1)我们在站立、行走、蹲下、起立或提拿物品时，要保持大的支撑面，两脚分开10至15cm的距离，以维持身体的平衡，使重心恒定并使重量均匀分布。另外应注意，工作时靠近工作物，肘部尽可能的贴近躯干两侧〔6〕。
, http://www.100md.com
(2)物品移动时，能拉则不要推，能推则不要提。如物体的重量超过5kg，则应在物体的重心上安上一个提把。如体积较大的物品，则重量不能超过10kg。当物体是人体重量的35%时，不要硬提举，可沿地面推动。当推动物体时，不要有向下的力，而且用力的方向尽量接近重心的水平，如此将省力得多。
(3)拿重物时，用手掌托住比用手指紧握要省力。
(4)尽量用全身转动，避免用躯干转动，以免不均等的肌肉张力造成正常的重力线的改变。
(5)当拉动和移动重物或病人时，要使身体挺直在支撑面上，而决不要抬起或离开支撑面。两腿前后分开，使身体重量随着两腿前后移动，而不要硬撑强拉。
(6)在工作时尽可能的保持直立的姿势，不要采取长时间的上身前屈姿势。如需要上身前屈时，可向前迈一条腿，以扩大支撑面而增加稳定性，如需长时间在较低的地方工作时，则最好是蹲下、跪下或坐矮凳子上，以降低重心，保持身体挺直在支撑面内而省力。
, http://www.100md.com
(7)肌肉在能放松时就放松，只有在必要时才收缩。在任何工作中都应尽可能的用最大肌群和最大数量的肌肉。
(8)要保持病人有舒适而稳定平衡的卧位。翻身时要注意，侧卧时其重心高，支撑面小，不稳定，应加以保护。但又可利用侧卧的重力、力矩而省力地进行翻身至平卧位，避免病人的不良姿势和卧位造成身体局部的血供不良。定时翻身，防止褥疮。
只要我们掌握好了人体力学的原理，在工作中正确运用人体力学来指导我们的工作，就会提高我们的工作质量，使病人舒适，安全，满意。使我们工作省力省时轻松愉快。工作达到最佳效率。
3 参考文献
1 李棉舫：护士功能性腰背痛发生情况及分析。中华护理杂志1997；32(10)：597。
2、4 郑思竞，主编：人体解剖学。人民卫生出版社1987：68，70。
3、5 雷树人，主编：物理。人民教育出版社1993，109。
6 甘兰君，主编：护理学基础。人民卫生出版社，1988，48。
(收稿日期：1999-05-07), 百拇医药