第三章躯干第一节咀嚼与呼吸运动学ppt课件.ppt

第三章 躯干,第一节 咀嚼与呼吸运动学,掌握：与咀嚼运动相关的牙齿与骨骼的解剖结构；颞下颌关节的解剖特点；咀嚼过程中下颌骨骨运动学；颞下颌关节关节运动学。熟悉：与咀嚼肌的结构及神经支配。了解：颞下颌关节障碍的概念与影响因素。,掌握：胸廓的关节学；换气过程中胸腔容积的变化；呼吸中肌肉的运动。熟悉：安静时参与吸气的肌肉；用力吸气时参与的肌肉；用力呼气时参与的肌肉。了解：呼吸的概念。,一、咀嚼 （一）解剖学基础 （二）颞下颌关节 （三）咀嚼肌与神经支配 （四）运动学特征 （五）颞下颌关节障碍,二、呼吸 （一）关节学 （二）换气过程中胸腔容积的变化 （三）呼吸中的肌肉运动,咀嚼：使用牙齿，撕扯、嚼断、咀嚼及磨碎食物的过程。 在中枢神经系统的支配下，咀嚼肌群，依次收缩，使下颌向上、向下、向左右及向前方运动（颞下颌关节运动），使上牙列与下牙列相互接触，产生压力，磨粹食物。,一、咀嚼,颞下颌关节（TMJs），是下颌骨、颅底间的支点，是面部唯一的，且左右双侧联动关节，具有一定的稳定性和多方向活动性。 除咀嚼外，还参与吞咽、言语及表情等各种重要活动。,一、咀嚼,下颌骨髁突位于颞骨下颌窝内，外耳道正前方。 颞骨、顶骨、额骨、蝶骨和颧骨构成的颅骨外侧一大片略微凹陷的颞窝，颞肌充填其中。 与下颌关节有关的其他表面解剖结构包括颞骨乳突部、下颌角和颧弓。 颧弓由颞骨颧弓与颧骨颞突组成。,（一）解剖学基础,1.下颌骨 最大颌面颅骨，活动性强，通过肌肉、韧带、下颌关节的关节囊悬挂在颅骨下方。 咀嚼肌的收缩直接或间接地使上颚牙齿与下颚牙齿相对嵌入，实现良好的咬合功能。,（一）解剖学基础,1.下颌骨 下颌骨由下颌体和两个下颌支组成。 下颌体是下颌骨水平部分，有16颗成牙。,（一）解剖学基础,1.下颌骨 下颌支从下颌体后部垂直伸出，每个下颌支都有内外两个表面和四个边界。 下颌支的后缘、下缘在下颌角处相连接，咬肌和翼内、外肌在该处附着。,（一）解剖学基础,1.下颌骨 下颌支上末端有冠突、下颌骨髁突、下颌切迹。 从下颌支前缘向上延伸呈三角形较纤薄而凸起冠突，颞肌主要止点。 从下颌支后缘向上延伸形成了下颌关节骨突部分，下颌骨髁突。,（一）解剖学基础,1.下颌骨 冠突和下颌骨髁突之间延伸出来的是下颌切迹。 下颌颈位于髁突下方稍微狭窄的区域。 翼外肌附着下颌颈前内侧面的凹陷处，被称为翼窝。,（一）解剖学基础,2.上颌骨 左右两块上颚相互融合形成一块上颌骨。 上颌骨通过邻近骨骼钢性关节固定在颅骨上，向上延伸形成鼻腔与眼窝，上颌骨下面水平部分为口腔及上部牙齿。,（一）解剖学基础,3.颞骨 在头骨两侧，下颌窝形成下颌关节骨性凹陷。 下颌窝最高点是非常薄的膜状穹顶小凹。下颌窝前关节结节、窝后结节及颞骨鼓部限制下颌骨在下颌窝内前后滑移，嘴完全张开时，下颌骨髁突向前下方倾斜滑动越过关节结节。,（一）解剖学基础,3.颞骨 茎突是从颞骨下方延伸出的一个细长的骨头。是茎突下颌韧带和三块小肌肉(茎突舌肌、茎突舌骨肌、茎突咽肌)的附着点。 颞骨的颧突形成颧弓的后二分之一。,（一）解剖学基础,4.颧骨 左、右颧骨构成脸颊主要部分和外眼框，颧骨颞突构成了颧弓前半部分。很大一部分的咬肌附着于颧骨和相邻颧弓。,（一）解剖学基础,5.蝶骨 不构成下颌关节，是翼外、内肌近端附着点。 横穿颅骨底部。蝶骨相关骨学特征是蝶骨大翼、翼内板和翼外板。切除一段颧弓，大翼及翼外板外侧面就会显现。,（一）解剖学基础,6.舌骨 U形骨，喉咙基底部可触及，第3颈椎体前方。 舌骨体前部突出，两侧舌骨大角形成略微弯曲边缘，舌骨主要由双侧茎突舌骨韧带悬吊一些附着于舌骨的肌肉参与舌的运动、吞咽与语言功能。,（一）解剖学基础,7.牙齿 上、下颌骨，各有16颗恒牙。 牙齿结构反映其在咀嚼中的功能。,（一）解剖学基础,7.牙齿,（一）解剖学基础,7.牙齿 每颗牙齿都有两个基本部分：牙冠与牙根。 牙冠覆盖着珐琅质，位于牙龈上方，牙根嵌在牙槽骨内。 牙周韧带有助于牙齿根部附着在牙窝内。,（一）解剖学基础,7.牙齿 牙齿的尖端呈锥型，从牙齿的表面凸起，当相对的牙齿最大程度的接触时，称之为最大牙尖吻合。放松的姿势下，下颌骨的位置允许在上、下牙之间存在轻微的咬颌面间隙。 牙齿的接触只有在咀嚼和吞咽过程中。,（一）解剖学基础,颞下颌关节是下颌骨髁突和颞骨下颌窝间形成的宽松的关节。是一个滑膜关节，允许大范围的旋转和平移。,（二）颞下颌关节,关节盘缓冲咀嚼时反复产生的固有的巨大力量。 关节盘将关节分成两个滑膜关节腔：下关节腔位于关节盘和髁突之间；上关节腔位于关节盘上表面和下颌窝及关节结节所形成的骨骼节段之间。,（二）颞下颌关节,左右颞下颌关节的功能是联合的，但各自保留相对独立的功能。 咀嚼是不对称的，一侧下颌骨比另一侧施加更大的咬合力。主导方被称为“工作侧”，另一侧被称为“平衡侧”。 “工作侧”和“平衡侧”对肌肉和关节有不同的要求。,（二）颞下颌关节,下颌髁突 髁突，从前到后呈扁平状，内外侧长度是前后侧的2倍。髁突为凸形，分为内侧端和外侧端，内侧端比外侧端更为突出，嘴巴张开和关闭时，在外耳道前方可触及髁突外侧端外边缘。,1.骨性结构,下颌髁突 下颌骨髁突关节面是薄而致密的纤维软骨，比透明软骨更好地吸收与咀嚼运动相关的力量，且有良好的修复机制。,1.骨性结构,下颌窝 下颌窝被分成关节面和非关节面。 关节面由窝前壁倾斜关节结节形成，厚而光滑的承重面上有纤维软骨。充分张嘴，髁突向前越过关节结节。 关节结节平均倾斜55，倾斜度大小决定张口与闭口中髁突运动路径。,1.骨性结构,下颌窝 非关节面由非常薄的骨头及覆盖大部分穹顶和窝后壁的纤维软骨组成。 薄薄的结构不作为承重面。一个向上且足够大的力，可以破坏下颌窝区域结构，甚至将碎骨片挤压进颅骨内。,1.骨性结构,关节盘由致密纤维软骨构成，除边缘外，缺少感觉神经分布与血液供应。 其组织学与其他承重关节盘类似，胶原蛋白含量高，纤维软骨柔软且坚固。关节盘外周附于周围关节囊。,2.关节盘,关节盘分为三个区域: 后部、中间部、前部，每个区域的形状使关节盘能适应髁突和下颌窝的不同轮廓。,2.关节盘,后部，上凸下凹，凹陷接受髁突，像球窝关节。 富含胶原蛋白的盘后下板区与下颌关节关节囊一起附于下颌颈上部边缘； 富含弹性蛋白的盘后上板区，附于下颌窝后部颞骨鼓板。 网状脂肪、血管、感觉神经填充于上下板区间。,2.关节盘,中间部，下凹上平；前部，下平上凹；适应关节结节的凸出。前部与下颌骨上颈边缘、下颌关节囊前部、翼外肌浅头肌腱、颞骨前部关节结节相连。,2.关节盘,关节盘，三部区域厚度不同，最薄的中间区域只有1mm，前、后部厚度为中间部的2-3倍。 在最大牙尖吻合时，关节盘凹陷的中间部位于髁突前上缘与关节结节之间。张嘴后期，髁突向前滑动越过关节结节，关节盘的位置保护髁突。,2.关节盘,关节盘将关节内的一致性最大化，降低接触压力；关节盘还增加稳定性；在运动中引导下颌骨髁突。健康的下颌关节内，关节盘滑动伴随髁突的移动。 运动是由关节内压力、肌肉力量、附于关节盘与髁突周围韧带共同完成。,2.关节盘,关节囊 关节及关节盘被松散纤维囊包围，内表面覆盖滑膜。 上部，囊附于下颌窝边缘，前面远至关节结节；下部附于关节盘周边及下颌颈上部；上部，囊和关节盘部分前缘附于翼外肌上头肌腱。 囊内、外侧相对坚固，侧方运动中保持稳定，前、后部相对松弛，张嘴时髁突及关节盘可以向前滑动。,3.关节囊和韧带结构,外侧韧带（颞下颌韧带） 加强关节的主要韧带，分为水平纤维和斜向纤维。 表浅的斜纤维沿着前上方从下颌颈后部伸展到关节结节和颧弓侧缘；更深的水平纤维与其共享颞部附着点，水平向后延伸并附着在下颌骨髁突的侧面。,3.关节囊和韧带结构,外侧韧带（颞下颌韧带） 外侧韧带主要功能是稳定关节囊侧面，撕裂或过度拉伸韧带，可能导致翼外肌上头的非对抗拉力将关节盘向内移位。张口时外侧韧带的斜向纤维在引导髁突的运动中有特殊功能。,3.关节囊和韧带结构,副韧带 蝶下颌韧带和茎突下颌韧带是下颌关节的副韧带。 两者均位于关节囊内侧，有助于将下颌骨固定在颅骨上，在咀嚼方面可能只有有限的动力作用。,3.关节囊和韧带结构,1.咀嚼肌及其神经支配 依据肌肉大小，咀嚼肌分为两类：原动肌和副动肌。 原动肌包括咬肌、颞肌、翼内肌和翼外肌。 原动肌由下颌神经（三叉神经分支）支配，通过卵圆孔，穿出颅骨，走行下颌窝内侧稍前位置。 关节盘中间部没有感觉神经支配，但盘边缘、关节囊、外侧韧带和盘后上下板区有痛觉感受纤维和机械感受器。,（三）咀嚼肌与神经支配,1.咀嚼肌及其神经支配,口腔粘膜、牙周韧带、肌肉的机械感受器和感觉神经为神经系统提供本体感觉。这种感觉信息有助于保护（舌和面颊）口腔软组织，免受咀嚼或说话时由牙齿造成的创伤。且感觉有助于协调来自于下颌关节的肌肉和颅颈交界区的神经肌肉反射。 来自下颌关节的感觉神经分出两个分支：即耳颞支和咬肌支。,1.咀嚼肌及其神经支配,咬肌 厚而结实，在下颌角上方能触及。 源于颧骨和颧弓，向下插入下颌支外表面，有浅头和深头，大的浅头向下向后穿行，附着于下颌角下后部，小的深头向下附着于下颌支上部靠近冠突的基底部。,2.咀嚼肌及其功能,咬肌 两个头的动作基本上相同。 咀嚼时，双侧咬肌收缩牵拉下颌骨使牙齿相接触，肌力线几乎垂直于磨牙的咬合面，主要功能是在臼齿间产生巨大力量，有效粉碎和磨细食物。双侧咬肌的动作会使下颌骨前伸，一侧咬肌的收缩会导致下颌骨轻微的侧移，咀嚼时横向研磨时。,2.咀嚼肌及其功能,颞肌 扇形的扁平肌肉。填充头骨颞窝大部分凹陷。 近端附着于颅骨，形成宽阔肌腱，穿过由颞弓和头骨外侧的空隙时变窄，远端连接到喙突和下颌支的前缘和内表面。,2.咀嚼肌及其功能,颞肌 两侧收缩，抬高下颌骨。更倾斜的后部纤推，抬高并向后牵拉下颌骨。与咬肌类似，接近远端附着点时，有轻微的内侧移位，单侧颞肌收缩，导致下颌骨产生轻微的同侧移位。,2.咀嚼肌及其功能,翼内肌 产生于两个头，大的深头附着于蝶骨侧翼板内侧面，小的浅头附着在上颌骨后侧区域，第三磨牙之上，两个头的走行几乎平行于咬肌，附着于下颌支内表面并靠近于下颌角。,2.咀嚼肌及其功能,翼内肌 翼内肌的两个头的动作本质上是相同的。 双侧翼内肌收缩抬高下颌骨，同时一定程度上前伸下颌骨。肌力线相对于前平面是倾斜的。一侧翼内肌收缩，产生非常显著的下颌骨对侧偏移。,2.咀嚼肌及其功能,翼内肌 翼内肌和咬肌形成了一个功能上的吊索，并围绕着下颌角。同时收缩，通过下颚在上下磨牙间产生强有力的咬合力，成人这一区域最大咬合力平均约为422N(95磅)，是切牙产生咬合力的两倍。,2.咀嚼肌及其功能,翼内肌 在下颌骨内外侧作用下，咬肌和翼内肌也产生上下磨牙间的侧移力。右侧翼内肌和左侧咬肌同时收缩，产生左侧偏移。在这种协同作用下，双侧肌肉的收缩，可在磨牙和食物间产生非常有效剪切力，在吞咽前可以有效地研磨和粉碎食物。,2.咀嚼肌及其功能,翼外肌 有两个分开头的双羽状肌。 上头源于蝶骨大翼；大的下头源于外侧翼状骨板和上颚相邻区域。整体上，翼外肌几乎横穿水平面且插入下颌颈、翼状窝、关节盘、关节囊。 尽管有争议，但许多资料表明：65%上头纤维附着在翼窝，其余纤维附着在关节囊中壁和关节盘边缘中部，下头附着在翼状窝和邻近的下颌颈上。,2.咀嚼肌及其功能,翼外肌 两个分开头的双羽状肌。 上头源于蝶骨大翼；大的下头源于外侧翼状骨板和上颚相邻区域。整体上，翼外肌几乎横穿水平面且插入下颌颈、翼状窝、关节盘、关节囊。,2.咀嚼肌及其功能,翼外肌 许多资料表明：65%上头纤维附着在翼窝，其余纤维附着在关节囊中壁和关节盘边缘中部，下头附着在翼状窝和邻近的下颌颈上。但有争议。 咀嚼中，翼外肌两个头精确动作和作用尚未被证实。 深层位置的肌肉及对其肌电图研究时遇到技术上的挑战，缺乏足够的了解。,2.咀嚼肌及其功能,翼外肌 单侧翼外肌两个头收缩，下颌骨的对侧偏移，同侧髁突在水平面上向前内侧旋转。 咀嚼时，特定的右侧或左侧翼外肌与其他肌肉共同收缩。左侧位移的咬合，受右侧翼外肌和翼内肌及左侧咬肌和颞肌的控制。,2.咀嚼肌及其功能,翼外肌 两侧翼外肌的两个头的同时收缩，下颌骨前伸。 在张嘴和闭嘴的肌肉控制中，翼外肌的两个头在不同阶段是活跃的。(有学者认为：翼外肌的两个头是不相连的肌肉)。多数资料表明：下头是下颌骨主要降肌，尤其在抵抗张嘴时。相反,在保持开口时，上头有助于控制关节盘的张力及位置。这种动作在单侧保持张口时尤其重要，如当咬断一块硬糖时。,2.咀嚼肌及其功能,副动肌 舌骨上肌、舌骨下肌，是咀嚼的副动肌，肌力 直接或间接地传递到下颌骨。 舌骨上肌附着在颅骨底部、舌骨、下颌骨间； 舌骨下肌在上面附着在舌骨上,在下面附着在甲状软骨、胸骨和肩胛骨上。,2.咀嚼肌及其功能,副动肌 舌骨上肌群包括：二腹肌前腹、颏舌骨肌、下颌舌骨肌；舌骨下肌群包括：肩胛舌骨肌、胸骨舌骨肌、胸骨甲状肌、甲状舌骨肌。,2.咀嚼肌及其功能,副动肌 当舌骨下肌充分激活，舌骨稳定后，舌骨上肌可协助下降下颌骨，让口张开。舌骨上肌和下肌在言语、舌的活动、吞咽及吞咽前控制食团的过程中发挥作用。,2.咀嚼肌及其功能,2.咀嚼肌及其功能,1.下颌骨的骨运动学 下颌骨的骨运动学为：前伸、后缩、侧向偏移、下降、上抬。,（四）运动学特征,前伸与后缩 下颌前伸，在前移时不伴有明显旋转。前伸是最大限度张口动作的重要组成部分。 相反方向是后缩，后缩是闭口动作的重要组成部分。,1.下颌骨的骨运动学,侧移 横向偏移发生在从一侧到另一侧的位移。主动横向偏移方向(右或左)相对主动肌运动方向被描述为对侧或同侧。正常成人最大单侧偏移平均11mm。 侧向偏移伴有其他相对轻微的移动和旋转。正常运动路径由下颌窝的形状和关节盘的位置决定。,1.下颌骨的骨运动学,下降与上提 下降使嘴张开，为咀嚼动作的基本组成部分。 上提闭嘴，存在于用来磨碎食物的咀嚼动作中。,1.下颌骨的骨运动学,下降与上提 最大张口出现在打哈欠和唱歌动作中。 成人的嘴张开到平均50mm(上下切牙切缘间)。上下切牙间可容纳三个成人“指节”(近端指间关节)。典型的咀嚼动作需要平均最大18mm张开程度，即36%最大张口程度(接受一个成人指节)。 成年人，上下切牙间不能容纳两个指节，是不正常的。,1.下颌骨的骨运动学,下颌骨的运动涉及双侧颞下颌关节的运动。 颞下颌关节运动学通常涉及双侧的旋转和平移。 在旋转运动中，下颌骨髁突相对于关节盘的下表面滚动，在平移运动中，下颌骨髁突和关节盘基本上是一起滑动的。关节盘与髁突平移的方向一致。,2.颞下颌关节的运动学,前伸与后缩 在前伸和后缩中，下颌骨髁突和关节盘相对于下颌窝向前和向后平移。 髁突和关节盘在关节结节上向下的斜坡移动，使下颌骨在前伸时，有轻微的向下滑动，在后缩时，向上滑动。运动轨迹取决于嘴张开的程度。,2.颞下颌关节的运动学,侧移 髁突和关节盘在窝内的横向移动。 侧移伴有轻微的多维旋转。轻微的横向偏移结合水平面旋转。右髁突轻微地向前向内旋转时，左髁突在窝内形成了一个支点。,2.颞下颌关节的运动学,下降与上提 口的开合，是通过下颌骨的下降和上提来完成的。 运动中，两侧颞下颌关节都会出现下颌骨髁突、关节盘、关节窝间的旋转和平移的联合。 旋转和平移同时发生，所以旋转轴是不断移动的。 理想情况下，双侧颞下颌关节这种复合运动在颞下颌关节面上以最小的应力获得最大的张口范围。,2.颞下颌关节的运动学,下降与上提 开口的关节运动学分为早期和晚期两个阶段。 早期，构成运动范围前3550%，主要涉及下颌骨相对于颅骨的旋转。髁突在关节盘的下凹面向后滚动，使下颌体向下方和后方摆动。旋转轴不固定，但在髁突附近移动。,2.颞下颌关节的运动学,下降与上提 髁突的转动，牵拉外侧韧带的斜韧带部分，韧带张力的增加有助于开口后期的启动。 开口后期，构成活动范围的最后5065%，主要特征是从以旋转为主过渡到以平移为主。在嘴完全张开时，触诊下颌骨髁突，很容易分辨这种过度。,2.颞下颌关节的运动学,下降与上提 在平移中，髁突与关节盘同时向前向下滑动，与关节结节的倾斜度相反。在张嘴最后过程，旋转轴向下移动，准确轴心很难被确定，取决于个体独特的旋转与平移的比率。在张开口这个过程的后期，转动轴通常已经低于下颌颈。,2.颞下颌关节的运动学,下降与上提 完全开口位可以最大程度地牵拉关节盘向前。在某种程度下颌骨的前伸受限于盘后上板区的弹性。当关节盘的中间部分向前平移并维持在髁突的上面以及关节结节之间时，关节盘的这个位置具有最大化的一致性并且可以减少关节内的应力。,2.颞下颌关节的运动学,下降与上提 闭口的关节运动学与张口的顺序相反。 当口完全张开并准备关闭时，关节盘后上板层的张力开始将关节盘向回拉，开始闭口的早期是平移阶段。后期为髁突在关节盘的凹陷处旋转，当上下牙齿开始接触时旋转终止。,2.颞下颌关节的运动学,口的张开 口的张开，通过翼外肌下头和舌骨上肌群收缩来完成。例如嘴巴张开准备咬一个葡萄时，翼外肌下头主负责下颌骨前伸，与收缩的舌骨上肌是对力偶，力偶旋转下颌骨。在开口的最后阶段，下颌骨的旋转比较小，但促进这个动作到达末端。,3.口开合的运动学,口的张开 重力也有助于张开口，在口张开后期，关节内髁突的平移及翼外肌下头激活，导致的关节内压增高，关节盘被拉向前方。 尽管翼外肌上头直接附着在关节盘上，但在口张开时相对不活跃。,3.口开合的运动学,口的闭合 口抗阻闭合，由咬肌、翼内肌和颞肌的收缩完成。 这些肌肉都有非常有利的杆杠，来完成这个动作。 颞肌斜后向的纤维将下颌骨向后拉，将下颌骨转化为向后上方移动，帮助下颌骨髁突重新回到窝中。,3.口开合的运动学,口的闭合 翼外肌的上头在闭合时，是离心收缩，下颌骨“工作”侧(咀嚼的一侧)活化程度是最高的。 离心收缩，在下颌骨的关节盘和下颌颈上产生向前的张力，有助于稳定和优化关节盘在髁突和关节结节之间的位置。肌肉的激活也有助于平衡由颞肌后纤维产生的强大回缩力。,3.口开合的运动学,颞下颌关节障碍（TMDs），是许多涉及到咀嚼系统的临床问题，与肌肉、关节或两者的损伤有关。 症状：除运动时疼痛以外，还包括关节发出的“爆裂声”、磨牙咀嚼力减弱、口腔张开范围减少、头痛、关节锁定、脸部和头皮牵涉痛。,（五）颞下颌关节障碍,因素：压力或其他情绪障碍、日常不当口部运动习惯(磨牙，经常性的咬伤嘴和舌头)、不对称肌肉活动、睡眠时磨牙、长时间头部前屈姿势或中枢神经系统高敏感性。 大多数是自限性的，但有一小部分可能会进展为骨关节炎，导致关节内发生严重的退行性变化、骨重建以及显著的功能丧失。,（五）颞下颌关节障碍,单用力学或生理学不能解释与TMDS有关的多种症状。 与某个特定的疾病相关的病理机制可能源于不正常的解剖形态或牙齿排列而增加的关节的压力；或关节盘的内部紊乱、或外伤，如摔倒、脸部受伤或颈椎损伤。 其他的易发因素可能包括：关节慢性负荷和风湿性疾病。 然而，通常情况下，TMDs的确切原因是不清楚的。,（五）颞下颌关节障碍,TMDs的治疗是多样的，取决于潜在问题的性质。 与TMDs相关的各种症状，需由临床医疗团队合作治疗，其中包括牙医、医生、物理治疗师和心理学家。 常见的保守治疗方法包括：运动疗法、生物反馈、放松疗法、压力管理、冷热疗法、病人教育、手法治疗、超声离子导入疗法、超声透入疗法、经皮神经电刺激、行为矫正、药物治疗、关节内注射、咬合训练、口腔内矫治器等。,（五）颞下颌关节障碍,对于有TMDs的患者来说，手术干预是相对少见的，通常只有在剧烈疼痛或动作严重受限的情况下才会进行。 除了关节穿刺术以外，手术还包括关节镜下检查和滑膜切除、髁截骨术以重组髁突与关节盘的关系、关节切开术(关节盘复位和关节盘切除术等开放式关节手术)、TMJ置换手术等。 但没有其他保守的干预措施，手术通常是无效的。,（五）颞下颌关节障碍,呼吸：通过肺和气道，吸入和呼出空气的机械过程。 安静时，呼吸频率1220次/分钟。 呼吸，使O2和CO2在肺泡和血液之间进行交换。 这种交换对于肌纤维中氧化代谢至关重要。 该过程将ATP中储存的化学能转化为机械能，为移动和稳定关节提供能量。,二、呼吸,根据呼吸强度，可分为“平静”或“用力”呼吸。 健康人群，平静呼吸发生在代谢需求较低的相对安静的活动中。用力呼吸发生在剧烈活动中，需要快速、大量空气交换，如运动或呼吸系统疾病发病过程中。,二、呼吸,平静呼吸和用力呼吸之间呼吸强度、持续时间存在很大差异。,二、呼吸,潮气量：一个呼吸周期中每次吸入或呼出的气量。 在休息时，约0.5L，约占肺活量的10%。 补吸气量：平静吸气末再尽力吸气所吸入的最大气量。 深吸气量：平静呼气末尽力吸气所吸入的最大气量，潮气量+补吸气量。,二、呼吸,补呼气量：平静呼气末再尽力呼气所呼出的最大气量。 深呼气量：平静吸气末尽力呼气所呼出的最大气量，潮气量+补呼气量。 肺活量：最大吸气后所能呼出的最大气量。约4500ml。补呼气量+潮气量+补吸气量。,二、呼吸,功能残气量：平静呼气后残留于肺内的气量。 残气量：最大深呼气后残留于肺内的气量。 肺容量约5.56L。肺活量+残气量。,二、呼吸,换气是由主动和被动用力造成胸腔体积改变而产生。 胸腔内容积改变引起气压变化符合波义耳定律。 波义耳定律：定量定温，气体体积与气体压强成反比。 增加活塞空腔体积，可降低空腔内空气的压力。,二、呼吸,空气从高压区域流动到低压区域。 活塞外部气压相对较高，迫使空气进入活塞。活塞内部负压将空气吸入活塞空腔。 呼吸，原理基于气体体积和压力的反比关系。,二、呼吸,胸壁或胸腔是封闭系统，功能像通气的风箱。,吸气，连接肋骨和胸骨的肌肉收缩，胸腔容积增大。 随胸廓扩张，胸膜腔内压力为负，胸腔内压力进一步减少，产生吸力让肺扩张。肺部扩张，使肺泡压力减少到低于大气压，气体会从大气中吸入肺内。,二、呼吸,呼气，将气体从肺部排至外部环境。 减少胸腔内体积，增加胸腔中空气压力，迫使空气向外，使空气从肺泡外流到大气中。,二、呼吸,平静呼气，是不依赖肌肉活动的被动过程。 当收缩后的肌肉放松时，肺、胸和被牵拉的吸气肌结缔组织会回缩，胸内容积自然减少。 用力呼气如咳嗽或吹灭蜡烛，需要由呼气肌群例如腹肌产生力量。,二、呼吸,胸廓内面是被几个外在结构封闭起来的。,（一）关节学,保护心肺器官和大型血管，也为颈椎提供结构性底座，为直接或间接地连接头部、颈部和四肢活动的肌肉提供附着点。,（一）关节学,呼吸时，胸廓的形状，通过胸骨柄胸骨关节和其他五组关节（肋胸关节、软骨间关节、肋椎关节、肋横关节、胸椎间关节）的运动不断发生改变。,（一）关节学,1.胸骨柄胸骨关节 由纤维软骨接合胸骨柄、胸骨体，构成胸骨柄胸骨关节，为种不动关节，类似于耻骨联合。部分关节盘填充胸骨柄胸骨关节内凹处，晚年完全骨化。骨化之前，可以帮助适度地扩张胸廓。,（一）关节学,2.胸肋关节 前7根肋骨纤维前端在胸骨两侧与胸骨侧面的连接。 广义上讲，这些关节为胸肋关节。肋骨和胸骨之间存在软骨组织，因此每个胸肋关节在结构上被分为肋骨软骨连接和软骨胸骨连接两部分。,（一）关节学,2.胸肋关节 肋骨软骨连接，没有关节囊或韧带加强连接，肋骨骨膜逐渐转变成软骨的软骨膜。肋骨软骨连接，极少发生运动。,（一）关节学,2.胸肋关节 软骨胸骨连接，肋骨软骨内侧末端和胸骨上凹形肋结节构成的连接。第1肋软骨胸骨连接是不动关节，是相对稳定的连接。第27肋软骨胸骨连接是滑液关节，允许轻微的滑动。,（一）关节学,2.胸肋关节 纤维软骨盘有时会出现，尤其在较低关节处，这些地方通常没有关节腔。 每一个滑膜关节都被关节囊包裹，而肋头放射状韧带会加强关节囊。,（一）关节学,3.软骨间关节 第510肋骨上的软骨两两相对的边缘形成细小的滑液软骨间关节，有软骨间韧带加强。第11和12根肋骨前端不与胸骨相连，是游离的。,（一）关节学,4.肋椎关节和肋横突关节 肋骨后端通过肋椎关节和肋横突关节连接到椎体上。 肋椎关节连接12根助骨的头部和胸椎椎体相对两侧的位置； 肋横突关节连接第110肋骨关节结节和胸椎体两旁横突，而第11和12肋骨没有肋模突关节。,（一）关节学,5.胸椎椎间关节 胸椎柱内的运动主要发生在椎体间及骨突关节（小面关节）。用力换气时，会让这些关节产生适度的运动。,（一）关节学,1.垂直变化 吸气时，胸腔垂直直径主要通过膈肌收缩及随后顶部下降来实现。 呼气时，膈肌放松，使底部向上缩回直到其静止位置。,（二）胸腔容积的变化,2.前后径和内外径的变化 肋骨和胸骨的上提和下压产生胸腔前后径和内外径变化。不同程度上，胸腔内所有关节对直径的变化起一定的作用。,（二）胸腔容积的变化,2.前后径和内外径的变化 吸气时，肋骨沿着约垂直于经由肋头关节和肋横关节的旋转轴的路径向上提升，向下倾斜的肋骨会向上、向外旋转，增加胸内容积的前后径和内外径。 后侧关节的轻微旋转，促使肋骨产生较大的位移，类似水桶提柄的旋转。,（二）胸腔容积的变化,2.前后径和内外径的变化 肋骨的特定运动路径，取决于其独特的形状及穿过肋横突关节和胸肋关节的旋转轴的空间定向。 上六根肋骨的旋转轴，在水平面上与额状面呈2535；下六根肋骨的旋转轴，在水平面上与额状面呈3545。轻微的角度差异，导致上部肋骨沿着前方向上提升,从而有助于胸骨向前、向上运动。,（二）胸腔容积的变化,2.前后径和内外径的变化 肋骨和胸骨上移，让与胸廓关节相连的软骨发生轻微弯曲和扭曲运动。在肋胸关节中，被扭曲的软骨，储存一部分提供肋骨上升的能量。,（二）胸腔容积的变化,2.前后径和内外径的变化 呼气时，胸腔重新收缩到相对狭窄的状态，部分能量会重新收集。呼气时，吸气肌肉放松，肋骨和胸骨回到吸气前的位置。 肋骨下降与胸骨后下运动，共同降低胸腔内外径和前后径。用力呼气，肋骨的运动伴随轻微弯曲。,（二）胸腔容积的变化,呼吸运动学非常复杂，与整个中轴骨上的肌肉之间相互作用有关。 除膈肌外，其他呼吸肌，同时参与躯干、头颈部的运动和稳定控制，间接地控制上、下肢。 任何连接胸腔的肌肉都协助参与呼吸机制。 缺切地讲，增加胸内容积的肌肉是吸气肌；减少胸内容积的肌肉是呼气肌。 平静呼吸肌 用力吸气肌 用力呼气肌,（三）呼吸中肌肉运动,1.平静呼吸肌 膈肌、斜角肌、肋间肌，安静状态下的呼吸肌肉，在所有工作强度上，这些肌肉都活跃。 膈肌主动收缩，完全致力于吸气机制。 肋间肌和斜角肌还可稳定和旋转部分中轴骨。,（三）呼吸中肌肉运动,1.平静呼吸肌,（三）呼吸中肌肉运动,膈肌 向上膨隆呈穹隆形的扁薄阔肌。胸腹腔之间，将胸腹腔分隔开。凸面是胸腔的底，凹面是腹腔的顶。 据附着点分为三部分：肋部起自下部6对肋骨和肋软骨的上缘；胸骨部起自剑突后侧，相对较小且可变；腰部左右两个膈角起自第13腰椎；膈角包含最长和最多垂直走向的纤维。,1.平静呼吸肌,膈肌 3组膈肌，在上圆顶处汇聚成中央腱。 受膈神经支配，源于C35，主要是C4。 平静呼气时，膈顶下降约1.5cm。 用力吸气时，圆顶变扁，下降约610cm。 最大吸气时，右侧下降到T11位置；左侧下降到T12的位置。,1.平静呼吸肌,膈肌 吸气时，在三个方向（垂直、前后、左右）上，增加胸腔的体积。 膈肌第一个被激活。膈肌初始收缩，穹顶下降、变平，增加胸腔垂直直径，同时稳定下部肋骨。为增加胸腔容积的主要方式。额外增加需要用到腹腔内阻力。,1.平静呼吸肌,膈肌 膈肌收缩，穹顶下降变平，胸腔垂直径增加，胸腔内体积增大，相反胸腔内压较大幅度下降。 膈肌在腹腔内下降，增加腹内压，压迫腹部内容物向前，腹部隆起，拉伸腹肌。 膈肌下降，被腹横肌被动张力限制，腹部阻力稳定膈肌的圆顶位置，使膈肌能够持续收缩，提起下6根肋骨。肋骨的升高，在前后径、左右径扩大胸腔。,1.平静呼吸肌,斜角肌 颈椎稳定性良好，肌肉两侧收缩，提高上部肋骨和附着的胸骨。吸气时，斜角肌和膈肌同时作用。,1.平静呼吸肌,肋间肌 一组三层的薄肌群，占据肋骨间隙，每一组肋间肌都由邻近肋间神经支配。 肋间外肌在最浅层，共11对。肌纤维从上一肋骨近脊椎端下缘，斜向下一肋骨胸骨端上缘（斜向内下侧）。自肋骨与肋软骨结合处向前。在前端胸肋关节区域内肋间外肌被薄的肋间外膜所取代。,1.平静呼吸肌,肋间肌 肋间内肌在肋间外肌的深处，共11对。纤维和肋间外肌纤维的走行相互垂直。在胸肋关节区域向前，自胸骨侧缘向后至肋隔角处移行为肋间内膜。 最新研究，将肋间内肌分为两种不同的肌纤维：肋胸关节区域的为胸侧肋间肌，在较外侧与后外侧为骨间肋间肌。,1.平静呼吸肌,肋间肌 肋间最内肌，最深且最不发达，被称为“最内侧肋间肌”，走向与肋间内肌平行。 最内肋间肌的纤维位于肋骨角附近 ，跨越12个肋间隙(称为肋下肌) 。 在下胸腔部，肋间内肌最发达，相对难以触及，其动作与邻近肋间肌相似。,1.平静呼吸肌,肋间内、外肌的功能 外肋间肌驱动吸气，内肋间肌驱动用力呼气。 这些功能，基于通过肋骨后端的旋转轴形成对比的肌肉的力线(纤维方向)来说的 。 肋间外肌独立收缩，以提升下部肋骨为主，而非下压上部肋骨。相反，内肋间肌独立收缩，以下压上部肋骨为主，而非提升下部肋。,1.平静呼吸肌,肋间内、外肌的功能 肋间内、外肌是交互作用的，但肌肉整体运动学非常复杂。 任何肋间肌的作用，不仅受纤维方向和拉力线的影响，更重要的是可能与肌肉所在特定区域的因素有关。 这些特定区域的因素包括：局部肌肉产生力和扭矩的能力(分别基于横截面积和力臂长度)、肋骨曲率、其他肌肉的稳定，及最重要的神经驱动的不同强度等。,1.平静呼吸肌,肋间内、外肌的功能 肋间肌的特定运动变性大，但最一致的结果是： 肋间外肌是主要吸气肌，作用在胸腔背部和上部区域(头颅)最大，在腹部向尾部的方向减少； 肋间内肌的胸旁纤维是主要吸气肌，动作效果在颅骨到尾骨的方向上减弱； 肋间内肌的骨间纤维是主要的用力呼气肌，作用效果贯穿于整个胸腔。,1.平静呼吸肌,肋间内、外肌的功能 除了作为吸气或呼气的肌肉，外侧肋间肌(包含肋间内、外肌)在躯干轴向旋转时表现明显的活动；肋间外肌在对侧躯干的旋转时最活跃；肋间内肌在同侧躯干旋转时最活跃。 吸气时，除了扩大胸腔外，肋间外肌和胸骨旁肋间肌收缩，增加胸腔硬度。在斜角肌帮助下，对肋骨的夹板治疗可防止由于膈肌收缩产生胸内压力将胸壁内吸。,1.平静呼吸肌,肋间内、外肌的功能 肋间肌在吸气时收缩，使胸廓变得坚硬。咽部肌肉也会轻微收缩，使上呼吸道变硬并且扩张。 主要的上呼吸道扩张肌之一是舌肌，舌头的主要外部肌。,1.平静呼吸肌,用力吸气需要额外的肌肉来协助主要吸气肌。 这些额外的肌肉被称为“用力吸气肌”，或者是“吸气的辅助肌肉”。,2.用力吸气肌,每一块“用力吸气肌” 都有一个可以直接或间接增加胸腔容积的作用，如后上锯肌和后下锯肌。 用力吸气肌，通常增加吸气的频率和体积。还可在静止时被募集，去代偿一个或几个主要吸气肌（膈肌）的无力、疲劳、其他衰减的功能。,2.用力吸气肌,健康人，呼吸涉及胸腔和腹部间特有运动模式。 吸气时，肋骨隆起，胸腔向外扩张；被下沉的横膈，挤压腹腔脏器向前移位，腹部略微突出。 膈肌、肋间肌和腹肌间存在重要相互作用的功能。 C4以下完全性脊髓损伤，膈肌不瘫痪（C4脊神经根支配），但肋间肌和腹肌则完全瘫痪。,颈髓损伤后的“异常呼吸”,脊髓损伤患者，出现“逆呼吸”的呼吸模式。 呼吸时，若没有肋间肌的夹板作用，膈肌穹顶会在胸腔内产生内部吸力，使上胸收缩，尤其是后径。 吸气时，“逆呼吸”是胸腔的收缩，不是正常的扩张。胸腔收缩，减少急性颈椎损伤的肺活量。 健康成年人，肺活量4500ml，约3000ml来自膈肌的收缩和完全下降。,颈髓损伤后的“异常呼吸”,C4脊髓损伤后，肺活量只有300ml，膈肌正常，但收缩(而不是正常扩张)的胸腔限制2700ml空气的吸入。 在脊椎受伤之后几周内，松弛(无张力)的肋间肌变得更加僵硬。增强的肌张力作为胸壁的夹板，肺活量通会恢复到3000ml。,颈髓损伤后的“异常呼吸”,急性脊髓损伤患者，除了吸气时胸部收缩外，会有明显的腹部前突。 迟缓和瘫痪的腹肌对腹腔容积扩大几乎没有阻力。 若没有阻力，收缩的膈肌就失去扩大中肋骨和下肋骨的效力。 这些病理机制使颈椎脊髓损伤后的肺活量下降。,颈髓损伤后的“异常呼吸”,坐位时，严重颈椎脊髓损伤患者，可能从一个有弹性的腹部束带中受益。 坐位时，膈肌圆顶比仰卧位时要低。腹部束带对横膈膜的下降提供有益的助力，直到在支撑前腹壁的肌肉结实度达到预期的恢复。,颈髓损伤后的“异常呼吸”,平静呼气，是一个被动的过程，主要由胸腔、肺和放松的膈肌弹性回缩引起。可呼出约500ml的气体。 用力呼气时，需要肌肉主动收缩来迅速减少胸腔内的容积。 用力呼气肌包括四块腹肌、横胸肌和肋间内肌的骨间纤维。,3.用力呼气肌,3.用力呼气肌,腹肌 包括腹直肌、腹外斜肌、腹内斜肌和腹横肌。 肌肉收缩对用力呼气有直接和间接的影响。 直接收缩，引起胸腔屈曲，肋骨和胸骨下压动作。这些动作迅速而有力地减少胸腔内容积。 间接收缩，尤其腹横肌收缩，增加腹内压，挤压腹腔脏器。增加的压力，有力地将放松的膈肌向上推进而进入胸腔。,3.用力呼气肌,腹肌 腹肌的主动收缩，利用降落伞形状的横膈来帮助呼出胸腔内的空气。腹内压的增加也被用于包括排便、分娩、负重或稳定腰椎等活动中。 腹肌是强力呼气肌肉，但其收缩也能增强吸气功能。最大呼气，膈肌被推向上时，腹肌被拉伸到长度-张力曲线上的最佳点。因此，腹肌在下一个吸气周期中启动强有力的收缩。,3.用力呼气肌,胸横肌和肋间内肌 胸横肌(三角肌胸肌)是有力的呼气肌肉。位于胸腔内侧，下三分之一胸骨和邻近第四或第五根肋骨附近的胸肋关节间呈水平与斜上走向。 用力呼气时，肌肉的神经活动与腹肌和肋间内肌的内膜纤维同步。,3.用力呼气肌,强有力的呼气，主要是由腹肌收缩引起。 腹肌具备几种生理功能，包括唱歌、大笑、咳嗽，及当窒息时对“咽”反射的反应。后两种功能对健康和安全尤为重要，咳嗽或用力“清咽”，可清除支气管分泌物，减少肺部感染的发生。,腹肌的重要生理功能,腹肌强烈收缩，被用来清除气管内的异物。 若腹肌完全瘫换或虚弱，必须改用其他方式来咳嗽，或让他人“手动”帮助完成。 如，T4完全性脊髓损伤，腹肌的神经支配为T7L1腹侧神经，腹肌可能会完全瘫换。这类患者必须格外小心，以免窒息。,腹肌的重要生理功能,脑瘫，也可能发生肌肉功能异常，尽管脑瘫可以完全支配肌肉，但肌肉可能表现出过度张力。 腹肌的过度紧张，腹内压力持续增加。吸气时，阻碍膈肌下降。若膈肌不能克服此阻力，则肺活量会减少，会限制活动的身体耐力。 这种情况可能和脑瘫患者的下肢肌肉张力异常增高、虚弱或神经控制困难有关。,联系临床,除了肌肉功能异常外，影响骨骼和结缔组织系统疾病也会影响到呼吸机制。 如：中度至重度脊柱侧弯，创伤后的胸椎后突或强直性脊柱炎。 这此都可阻碍胸廓扩张，降低肺活量，降低运动耐力，难以维持有氧代谢。 此类患者制定康复治疗方案时，要考虑心肺系统功能，也要考虑到疾病所造成的功能限制。,联系临床,