人体姿态诊断

在目前的知识水平上，“体质”一词反映了个体形态和功能组织的统一性，体现在其结构和功能的个体特征上。这些变化是身体对不断变化的环境因素的反应。它们体现在补偿-适应机制的发展特征中，这种机制是在特定环境因素（包括社会因素）的影响下，个体实施遗传程序的结果。

为了使测量人体几何形状的方法客观化，考虑到人体空间坐标的相对性，拉普京的人体躯体坐标系（1976）被引入到运动研究实践中。

体细胞坐标三面体中心最方便的位置是人体测量腰椎点1i，位于L椎（a-5）棘突的顶点。在这种情况下，数值坐标轴z对应于真实垂直方向，x轴和y轴位于水平面上的直角位置，并确定矢状面（y）和额状面（x）方向的运动。

目前，国外，尤其是在北美，正在积极发展一个新的方向——人体运动测量学。这是一门新兴的科学专业，利用测量数据来评估人体的尺寸、形状、比例、结构、发育和一般功能，研究与生长、体能活动、运动表现和营养相关的问题。

Kinanththththmotementry将人类置于研究的中心，使我们能够确定其结构状态和体重几何形状的各种定量特征。

为了客观评估与人体质量几何相关的许多生物过程，有必要了解人体所含物质的比重。

密度测定法是一种评估人体整体密度的方法。密度通常用于评估脂肪质量和非脂肪质量，是一个重要参数。密度 (D) 等于体重除以身体体积：

身体直径=体重/身体体积

各种方法用于确定身体体积，最常见的是使用静液压称重或测量流水计测量流离失所的水。

当使用静静力量计算体积时，有必要对水密度进行校正，因此方程将如下：

D_体=P1/{(P1-P2)/x1-(x2+G1g}}

其中p1是正常条件下人体的质量，p2_是水中的质量，x1是水的密度，x2是残留体积。

胃肠道内的空气量难以测量，但由于其体积较小（约100毫升），因此可以忽略不计。为了与其他测量秤兼容，此值可根据身高进行调整，乘以（170.18 / 身高）3。

多年来，密度测定法一直是测定身体成分的最佳方法。新方法通常会与之进行比较，以确定其准确性。该方法的弱点在于身体密度指标依赖于体内脂肪的相对含量。

使用双组分身体成分模型时，需要高精度地确定体脂密度和去脂体重。标准 Siri 公式最常用于将体密度转换为体脂：

体脂百分比 = (495/Dbody) - 450。

该方程假设所有个体的脂肪和瘦体重密度相对恒定。事实上，身体不同部位的脂肪密度几乎相同，普遍接受的值为0.9007 g cm ^-3。然而，根据Siri方程，确定瘦体重密度（D）为1.1，则更加困难。为了确定该密度，假设：

• 每个组织的密度，包括净体重，是已知的，并且保持恒定。
• 在每种类型的组织中，净体重的比例是恒定的（例如，假定骨骼占净体重的17％）。

还有许多用于确定身体成分的现场方法。生物电阻抗法是一个简单的程序，仅需 5 分钟。将四个电极放置在受试者的身体上 - 脚踝、脚、手腕和手背上。难以察觉的电流通过近端电极（在手和脚上）穿过组织到达近端电极（手腕和脚踝）。电极之间组织的电导率取决于其中水和电解质的分布。瘦体重几乎包含所有的水和电解质。因此，瘦体重的电导率明显高于脂肪体重。脂肪体重的特点是阻抗高。因此，通过组织的电流量反映了给定组织中包含的脂肪相对量。

该方法将阻抗读数转换为相对体内脂肪读数。

红外相互作用法是一种基于红外光谱光吸收和反射原理的测量方法。将传感器放置在测量部位上方的皮肤上，通过中心光纤束发射电磁辐射。位于同一传感器外围的光纤吸收组织反射的能量，然后使用分光光度计进行测量。反射能量的大小可以反映传感器正下方组织的成分。该方法的特点是，在多个区域进行测量时，精度较高。

研究人员对尸体进行了多项关于人体生物链接空间排列的测量。在过去的 100 年里，大约有 50 具尸体被解剖，以研究人体节段的参数。在这些研究中，尸体被冷冻，沿着关节的旋转轴解剖，然后对节段进行称重，主要使用众所周知的物理摆法确定链接的质心 (CM) 位置及其转动惯量。此外，还确定了节段组织的体积和平均密度。这方面的研究也在活人身上进行。目前，使用多种方法确定人体在生时的几何形状：水浸法；摄影测量法；突然释放法；在各种变化姿势下称重人体；机械振动法；放射性同位素法；物理建模法；数学建模法。

水浸法可以确定体节的体积及其体积中心。通过乘以体节的平均组织密度，专家可以计算出人体的质量和质心位置。该计算基于以下假设：人体每个体节的所有部位都具有相同的组织密度。使用摄影测量法时，通常也适用类似的条件。

在突然释放法和机械振动法中，人体的某一节段在外力作用下运动，韧带和拮抗肌的被动力取为零。

以各种变化的姿势对人体进行称重的方法受到了批评，因为从尸体研究结果（重心在身体各节段纵轴上的相对位置）中获取的数据会引入很大的误差，这归因于呼吸运动的干扰，以及在重复测量中姿势再现和关节旋转中心的确定不准确。在重复测量中，此类测量的变异系数通常超过18%。

放射性同位素方法（γ扫描方法）是基于众所周知的物理原理，即窄单能γ射线束在穿过某种材料的某一层时强度会减弱。

放射性同位素方法变体基于两个想法：

• 增加检测器晶体的厚度以提高设备的灵敏度；
• 拒绝狭窄的伽马辐射梁。在实验过程中，确定了受试者10个段的质量授权特征。

随着扫描的进行，记录了人体测量点的坐标，这些坐标作为分段边界的指标以及将一个分段与另一个分段分隔开的平面的位置。

采用物理建模方法，制作受试者肢体的模型。然后，不仅确定了石膏模型的转动惯量，还确定了质心的位置。

数学建模用于近似各个部分或整个身体的参数。在这种方法中，人体被表示为一组几何组件，例如球体、圆柱体、圆锥体等。

Harless（1860）是第一个提出将几何图形用作人体段的类似物的人。

Hanavan (1964) 提出了一个模型，将人体划分为 15 个密度均匀的简单几何图形。该模型的优点是只需进行少量简单的人体测量即可确定公共质心 (CCM) 的位置和链接任意位置的转动惯量。然而，在对身体节段进行建模时通常做出的三个假设限制了估计的准确性：假设节段是刚性的、假设节段之间的边界清晰、假设节段具有均匀的密度。基于相同方法，Hatze (1976) 开发了更详细的人体模型。他的 17 链接模型需要 242 个人体测量值来考虑每个人身体结构的个性化。该模型将节段细分为具有不同几何结构的小质量元素，从而可以对节段的形状和密度变化进行详细建模。此外，该模型不假设双侧对称性，而是通过调整部分节段的密度（根据皮下基底的含量）来考虑男性和女性身体结构的特殊性。该模型考虑了身体形态的变化，例如由肥胖或怀孕引起的变化，并且还可以模拟儿童身体结构的特殊性。

为了确定人体的部分（partial，源自拉丁语 pars - 部分）尺寸，Guba（2000）建议在其生物连接上绘制参考线（refer - 界标），以区分功能不同的肌肉群。这些参考线绘制在作者在尸体解剖和屈光检查过程中测量确定的骨骼点之间，并在观察运动员的典型动作时进行验证。

作者建议在下肢绘制以下参考线。在大腿上——三条参考线将伸屈膝关节的肌肉群以及在髋关节处屈曲和内收大腿的肌肉群分开。

外垂直线（EV）对应于股二头肌前缘的投影。它沿着大转子后缘沿着大腿的外表面延伸至股骨外上髁的中部。

前垂直线（AV）对应于大腿上中1/3处的长收肌前缘和大腿下1/3处的缝匠肌前缘。它沿大腿前内侧表面从耻骨结节延伸至股骨内上髁。

后垂直线（3B）对应于半腱肌前缘的投影。它从坐骨结节中部沿大腿后内表面延伸至股骨内上髁。

小腿上画了三条参考线。

小腿外垂直线（EVL）对应于腓骨长肌下1/3的前缘。它沿着小腿的外表面，从腓骨头顶部延伸至外踝前缘。

胫骨前垂直（AVT）对应于胫骨的顶。

腿的后垂直（PVT）对应于胫骨的内边缘。

在肩膀和前臂上绘制两条参考线。他们将肩部（前臂）的屈肌与伸肌分开。

肩外垂直线（EVS）对应于肩部二头肌和三头肌之间的外沟。进行该动作时，手臂从肩峰中部下放至肱骨外上髁。

内部垂直臂（IVA）对应于内侧肱骨凹槽。

外部垂直前臂（EVF）是从肱骨的外表绘制到沿其外表面的半径的造型过程。

内部垂直前臂（IVF）是从肱骨的内部上层绘制的，沿其内表面的尺骨造型过程。

通过测量参考线之间的距离，我们可以判断单个肌肉群的表现。例如，通过测量大腿上三分之一处的PV和HV之间的距离，我们可以判断髋屈肌的表现。通过测量下三分之一处相同参考线之间的距离，我们可以判断膝关节伸肌的表现。小腿上参考线之间的距离可以表征足部屈肌和伸肌的表现。利用这些弧度尺寸和生物链的长度，我们可以确定肌肉块的体积特征。

许多研究人员已经对人体大肌细胞（GCM）的位置进行了研究。众所周知，它的定位取决于身体各个部位质量的位置。任何与身体质量移动以及它们先前关系的破坏相关的身体变化，都会改变质心的位置。

共同质心的位置最早是由乔瓦尼·阿方索·博雷利（1680年）确定的。他在其著作《动物运动论》中指出，人体直立时的质心位于臀部和耻骨之间。他运用平衡法（一级杠杆），将尸体放在一块木板上，并用一个尖楔保持平衡，从而确定了共同质心在尸体上的位置。

Harless（1860）使用Borelli的方法确定了尸体各个部位的共同重心位置。然后，他知道了身体各个部位的重心位置，并对这些部位的重力进行几何加总，从而确定了整个尸体在图纸上给定位置的重心位置。Bernstein（1926）使用相同的方法确定了尸体大质量模态（GCM）的额平面，并出于同样的目的运用了侧面摄影。他使用二级杠杆来确定人体大质量模态的位置。

Braune 和 Fischer (1889) 对人体重心的位置进行了大量研究，他们对尸体进行了研究。基于这些研究，他们确定人体的重心位于骨盆区域，平均位于骶岬下方 2.5 厘米处，髋关节横轴上方 4-5 厘米处。如果站立时躯干向前倾，则人体大骨盆横轴的垂直线会经过髋关节、膝关节和踝关节的旋转横轴前方。

为了确定身体不同位置的重心位置，基于主点法原理构建了一个特殊模型。该方法的本质是将共轭连杆的轴线作为斜交坐标系的轴线，并以连接这些连杆的关节中心作为坐标原点。Bernstein（1973）提出了一种利用身体各个部位的相对重量以及身体各个连杆重心位置来计算重心的方法。

伊万尼茨基（Ivanitsky，1956年）概括了确定Abalakov（1956）提出的人体体重指数的方法，并基于使用特殊模型的使用。

Stukalov（1956）提出了另一种确定人体GCM的方法。根据该方法，制作人体模型时不考虑人体各部位的相对质量，但会指示模型各个环节的重心位置。

Kozyrev（1963）开发了一种用于确定人体CM的设备，其设计基于封闭的一流杠杆系统的操作原理。

为了计算CM的相对位置，Zatsiorsky（1981）提出了一个回归方程，其中参数是躯干质量与体重的比值（x1）以及胸骨中部前后径与骨盆顶径的比值（x2）_。该方程的形式为：

Y = 52.11+10.308x.+ _0.949x2

Raitsyna (1976) 提出了一个多元回归方程 (R = 0.937; G = 1.5) 来确定女运动员 CM 位置的高度，其中包括腿长 (x, cm)、仰卧位身体长度 (x, ₂ cm) 和骨盆宽度 (x, cm) 作为独立变量数据：

Y = -4.667 _X1 + 0.289x2 ₊ 0.301x3 _.（3.6）

自19世纪以来，人体段重量的相对值的计算已用于生物力学。

众所周知，物质点系相对于旋转轴的转动惯量等于这些点的质量与它们到旋转轴的距离平方的乘积之和：

表征身体质量几何形状的指标还包括身体体积中心和身体表面中心，其中身体体积中心是静水压力合力的作用点。

身体表面的中心是环境产生力的应用点。身体表面的中心取决于环境的姿势和方向。

人体是一个复杂的动态系统，因此，人体的比例、大小和质量在整个生命过程中根据其发育遗传机制的表现规律以及在外部环境、技术生物社会生活条件等的影响下不断变化。

许多作者（Arshavsky，1975年；Balsevich，Zaporozhan，1987-2002年；Grimm，1967年；Kuts，1993年；Krutsevich，1999-2002年）都注意到了儿童生长发育不平衡的问题，他们通常将此与身体发育的生物节律联系起来。根据他们的数据，在以下时期

儿童体格发育指标的快速增长伴随着疲劳感的增加、工作能力和运动能力的相对下降以及全身免疫反应的减弱。显然，在幼小生物体的发育过程中，特定时间（年龄）间隔内遗传固定的结构功能相互作用序列得以保留。人们认为，这正是医生、教师和家长需要在这个年龄段对儿童给予更多关注的原因。

人的生理成熟过程涵盖一个漫长的时期——从出生到20-22岁，身体发育完成，骨骼和内脏器官最终形成。人的生理成熟并非一个有计划的过程，而是异时发生的，这在身体发育的分析中已经得到了最清晰的体现。例如，比较新生儿和成年人头部和腿部的生长速度，头部长度增加了一倍，腿部长度增加了五倍。

总结不同作者的研究成果，我们可以提供一些关于年龄相关体长变化的或多或少具体的数据。例如，根据专业文献，人们认为，胎儿在宫内第一个月末的身长约为10毫米，第三个月末约为90毫米，第九个月末约为470毫米。8-9个月时，胎儿填满宫腔，生长速度减慢。新生儿男婴平均身长为51.6厘米（不同年龄段在50.0厘米至53.3厘米之间），女婴平均身长为50.9厘米（49.7-52.2厘米）。正常妊娠期间，新生儿身长的个体差异通常在49-54厘米之间。

儿童体长增长最快的时期是在出生后的第一年。不同组别的体长在21至25厘米之间波动（平均为23.5厘米）。到一岁时，体长平均达到74-75厘米。

在1岁至7岁期间，无论男孩还是女孩，体长年增长量均逐渐下降，从10.5厘米降至5.5厘米。7岁至10岁期间，体长平均每年增长5厘米。从9岁开始，生长速度的性别差异开始显现。女孩在10至15岁期间，身体生长加速尤为明显，随后纵向生长速度减慢，15岁后更是急剧放缓。男孩在13至15岁期间身体生长最为活跃，之后生长速度也随之减慢。

女孩在青春期11至12岁之间达到最大生长速度，男孩则晚两年。由于每个儿童青春期生长加速开始的时间不同，最大生长速度的平均值被低估（每年6-7厘米）。个别观察显示，大多数男孩的最大生长速度为每年8-10厘米，女孩为每年7-9厘米。由于女孩青春期生长加速开始较早，因此出现了所谓的生长曲线“第一次交叉”——女孩比男孩更高。之后，当男孩进入青春期生长加速阶段时，他们的身长再次超过女孩（“第二次交叉”）。平均而言，对于城市儿童来说，生长曲线的交叉点分别出现在10岁4个月和13岁10个月。Kuts（1993）通过比较男孩和女孩身长的生长曲线，指出它们存在两次交叉。第一次发育过渡期发生在10至13岁之间，第二次发生在13至14岁之间。一般来说，不同年龄段儿童的生长发育模式相同，并且大约在同一时间达到一定的身高。

与长度不同，体重是一个非常不稳定的指标，在外源性和内源性因素的影响下相对迅速地反应。

青春期男孩和女孩的体重都会显著增加。在此期间（10-11岁至14-15岁），女孩的体重比男孩重，男孩的体重增长也更为显著。男女体重的最大增幅都与身长的最大增幅相吻合。根据Chtetsov（1983）的研究，从4岁到20岁，男孩的体重增加41.1公斤，而女孩的体重增加37.6公斤。到11岁时，男孩的体重超过女孩，而从11岁到15岁，女孩的体重超过男孩。男孩和女孩的体重变化曲线交叉两次。第一次交叉发生在10-11岁，第二次交叉发生在14-15岁。

男孩在12-15岁期间体重增长较为显著（10-15%），女孩在10-11岁期间体重增长较为显著。女孩在所有年龄段的体重增长强度都更为显著。

Guba（2000）进行的研究使作者能够在3年至18年内确定人体生物链接生长的许多特征：

• 身体不同平面的尺寸同步增长。这一点在分析生长过程的强度，或通过每年身长增长指标（占3至18岁生长期总身长增长的比例）时尤为明显。
• 在一个肢体中，生物链近端和远端的生长速度会交替变化。随着我们接近成年期，生物链近端和远端生长速度的差异会逐渐缩小。作者在人类手的生长过程中也发现了同样的模式；
• 研究发现，生物链的近端和远端存在两个生长突增期，这两个时期在生长幅度上一致，但在时间上不一致。对上肢和下肢生物链近端生长的比较表明，3至7岁时上肢生长最为旺盛，11至15岁时下肢生长最为旺盛。研究还揭示了肢体生长的异时性，即在胚胎期明显表现出来的头尾向生长效应，在出生后的个体发育过程中得到证实。

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