骨間作用力線（4）
戴銘宗物理治療師
骨頭的生物力學
骨頭的強度決定因素：
粗細：愈粗力量愈大
結構的品質：材料不同，力量不同。
位置：不同位置下，骨頭的強度不同。
受力方向：骨頭的承受力不同，會產生力也不同，例如骨小樑（trabeculae）的由來來自生物力學，決定骨頭在不同方向會產生何種力，而使骨頭會產生一些骨小樑，像大腿骨的metaphysis部份，是最容易折斷的，就會由於不同力的作用而產生一些骨小樑，這些骨小樑會因應於壓迫(Compression)如體重及張力(Tension)如肌肉收縮，會產生張力而長成不同的方向。
骨頭承受的力量與變形：
力量和變形的圖形稱負重變形曲線（Load Deformation Curve），不同的物質其曲線就不同，在Yield point下，不管拉多長都可以回復到原來的長度，肌肉的曲線會有一點曲度，因為肌肉會釋放一些力量，到了Yield point後，它會產生塑性的變形，塑性的變形就是用很小的力量可以產生很大的變形，甚至是到達破壞點（failure point）造成斷裂現象，在Yield point後去除力量仍不能回到原點了。
骨頭承受的力量種類：
●張力（tension）：一個東西把它拉開的力量稱為張力，張力的來源，肌肉附著在骨頭的地方是對骨頭產生張力重要的來源，例如小學生想學NBA選手跳那麼高，但由於鞋子不好，場地不好，造成反作用力會使臏骨腱受傷，就是因為張力太大的原因，因為連接臏骨的肌肉是股四頭肌，它是最強壯的肌肉，張力的來源是肌肉在骨頭的附著處（肌腱），而那個地方的骨頭如果有生長板又叫做Apophysis，著名的例子如阿基里腱與跟骨、鬢骨腱與脛骨前突、前臂的伸肌與遠端肱骨外側脊上突（網球肘）等，另外，腓腸肌（gastrocnemius muscle）的張力也是很容易受傷的地方，像長跑受傷的地方像長跑選手由於常接受張力，所以受傷的頻率也很高。
●壓力（compression）：壓力的來源最主要是地心引力、體重，而書本上所舉的例子例如脊椎壓迫性骨折，尤其骨質疏鬆症的病人，或由高樓墬下的病人，容易發生，在產生張力的地方有生張板稱為骨凸（apophysis），而在產生壓力的地方有生長板稱為骨后（epiphysis）。
●剪應力（shear force）：剪應力就是承受兩個力量，兩個力量相反，不在同一直線上，在同一平面上，比如，兩條相拮抗的肌肉作用，或體重與地心的反作用，而理想上單純的剪應力很少，會有歪斜的現象即不在同一平面上，常是剪應力加上壓力或是剪應力加上旋轉力。
●彎曲力（bending force）：有兩種型態
三點彎曲力（Three-point bending）：兩側固定，中間施力或中間固定，兩側施力。
四點彎曲力（Four-point bending）：兩側固定中間施力或中間固定兩側施力。
●旋轉力（torsion force）：旋轉力的來源，力量相反，不在同一直線上，順軸心而行，是一個旋轉的力量，通常旋轉力會伴隨剪應力或彎曲力，當骨頭承受旋轉力時，骨頭會由何處先斷？假設旋轉力造成骨頭凸向右側，則右側承受的是張力，左側為壓力，而斷裂會由張力開始而至張力的另一邊，如果把一個東西彎曲，凸出來的承受是張力，因為張力會造成的形變較大，而如果一個骨頭要接受一個彎曲力的話，假設骨頭斷一半，所斷的那一半會是凸出來的那一邊，因為它的抗張力較差，而在實際例子上，不完全骨折即是斷在有張力的那一邊。
骨頭強度與受力是動態性的：
1. 隨著步態週期，骨頭受力將隨之改變。
2. 肌肉，因為作用時改變了受力支點，也改變了力量分佈。
3. 骨骼，也是一種黏彈物質（其實，肌肉，肌腱，韌帶....等更是），所以，想要在較短時間造成一定變形，需要更大的能量。而在較長時間造成變形或骨折，則需要較小的能量。
4. 疲勞與骨折。
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