呼吸系统：运动链调节改善方法

呼吸是外界与肺之间气体交换的过程，是机体进行新陈代谢的重要途径之一。人体作为一个整体，人体运动系统不仅影响人体的运动能力，而且人体的所有生理功能都离不开肌肉的活动。呼吸、循环和消化系统也受运动系统功能的影响，反之亦然。毫不夸张地说，呼吸运动是人体最重要的运动，是人体生命的最重要的体征，为了维持和保障呼吸可以持续进行，人体有很多肌肉都具有辅助呼吸的功能。同时，这些肌肉也是维持和提供躯干运动的重要肌肉。这些肌肉的“双重身份”也天然地承担了“双重功能”。

呼吸运动有自己的节律和基本机制（PRM）。在呼吸过程中，膈肌收缩使中心腱下降，从而降低了胸腔的压力，吸入空气。同时，升高的腹腔内压力会传导给腹壁，中心腱向下运动会因腹腔压力终止。然后，附着在肋骨上的膈肌纤维会将肋骨向上拉起，胸腔与胸骨被抬高（图2-14）。在这个过程中，膈肌受到斜角肌的支持，肋间肌使肋骨相互稳定。深吸气时，腰椎的髂腰肌、腰方肌和胸部的背长伸肌群保持脊柱稳定，为提起胸腔和扩张肋骨提供支撑。腰方肌和髂腰肌还同时保持下面两对股骨及腰椎上部的稳定，为膈肌提供稳定的支撑。固定肩胛骨的组织稳定了肩胛骨，并使得前锯肌和胸肌能够提起肋骨。在吸气末，胸锁乳突肌收缩，斜角肌伸展颈椎，中心腱向下运动，对腹腔脏器产生向下向前的挤压力，这对骨盆底部和腹肌产生了压力。对骨盆底部的压力将耻骨支向后拉，将骶骨尖与尾骨向前拉，将坐骨结节向内拉，并将髂骨翼向前外拉，骨盆底对尾骨的牵拉使得骶骨向后呈上举位。这一过程由髂腰肌支撑，髂腰肌将腰椎拉向屈曲位，并将耻骨支向后压，骨盆的运动产生了伸展模式。这时，下肢出现屈曲—外旋—外展的模式。

图2-14 膈肌引起吸气、呼气时引起胸廓骨骼走向示意图

呼气时，特别是深呼气时，膈肌和斜角肌放松，与深吸气时激活辅助呼吸肌一样。深呼气时，腹肌变主动。腹腔内容物补压缩上推，而胸部同时被拉向尾端。在骶髂关节，出现髂骨后旋，四肢内旋。胸部呼气位通过肋骨将胸椎上部拉向屈曲。颅骨恢复到原始位置。与吸气时的位置相比，完成了伸展—内旋的过程（图2-15c）。吸气与萨瑟兰所说的基本呼吸机制的屈曲模式完全符合。屈曲时与吸气时一样为主动状态。呼气时相反，为被动状态。处于背部中层的上后锯肌和下后锯肌，在菱形肌和背阔肌深层。它们是一层较薄的肌肉，几乎不影响躯干的运动性或稳定性。

图2-15 呼吸时周围骨和躯干骨的运动示意图

注：a、b为吸气时周围骨的运动，c为吸气时躯干骨的运动

呼吸的深度决定着“备份呼吸肌”是否参与运动，这些“备份呼吸肌”又全部同时与颅颈区域的运动和稳定性的控制直接相关，并且与上下肢的运动和稳定性间接相关。因此，呼吸会带动躯干及其周围肌肉的运动。弗莱曼（Viola Frymann）提出（2000年），正常的基本呼吸机制明确反映着人体组织的健康水平。一旦人体发生功能不全的情况，PRM就会表现出异常。生物动力学、颅部整骨疗法等学科都通过对基本呼吸机制不同方面的运用，实现了对相关运动功能障碍的诊断和治疗。当呼吸作为一种训练手段或内容时，称为呼吸训练。长期以来，呼吸训练一直作为一种经济、安全、实用的方法和手段在发声训练、放松训练、医疗康复和心理训练以及某些心理疾病的治疗中被广泛应用。1938年，美国人索莱伊（Soley）和索克（Shock）最先提出腹式呼吸训练治疗的概念，腹式呼吸在医疗康复领域已经作为有效的康复治疗手段被大量运用和研究，众多研究已证实腹式呼吸训练对通气综合征、原发性高血压、慢性阻塞性肺病（COPD）、功能性消化不良等有良好的效果。此外，腹式呼吸还对考前紧张焦虑综合征、银屑病、孕产妇分娩等有一定作用。^[15]

人属于动物的一个物种，实现运动是人的本质属性与要求，从这个意义上讲，人体的所有结构与系统都是为了人体完成各种动作而“设计”的。动作是指一个在自身动力作用下发挥着功能的身体，在改变姿势时所产生的行动。运动系统是由肌肉、肌筋膜、骨骼、关节等组织构成的，为完成动作而进化的专门系统。从运动链的角度看待人体运动系统及其构成要素，有利于人们以联系的视角观察人体动作。这为我们探究人体力学结构对人体运动系统退变的发病及防治提供了新思维。

【注释】

[1]James Earls.行走的天性——运动中的肌筋膜和身体［M］.张少强，苗振，译.北京：北京科学技术出版社，2018.

[2]Aaron Dong.张拉整体结构简介（二）［EB/OL］.［2018-07-11］.https://zhuanlan.zhihu.com/p/32560859

[3]Jon Fingas.NASA shows off a squishy robot rover that could land on Titan(video)［EB/OL］.(2013-12-25)［2017-05-06］.https://www.engadget.com/2013/12/25/nasa-shows-super-ball-bot/(www.xing528.com)

[4]Ken Caluwaerts,Jérémie Despraz,Atıl Işçen,Andrew P.Sabelhaus,Jonathan Bruce,Benjamin Schrauwen,Vytas SunSpiral.Design and control of compliant tensegrity robots through simulation and hardware validation［EB/OL］.(2014-09-06)［2017-08-17］.https://royalsocietypublishing.org/doi/full/10.1098/rsif.2014.0520

[5]Dawn Hustig-Schultz,Vytas SunSpiral,Mircea Teodoresc.Morphological Design for Controlled Tensegrity Quadruped Locomotion［C］.IEEE International Conference on Intelligent Robots and Systems(IROS),2016:4714-4719.

[6]Dawn Hustig-Schultz,Vytas SunSpiral,Mircea Teodoresc.Morphological Design for Controlled Tensegrity Quadruped Locomotion［C］.IEEE International Conference on Intelligent Robots and Systems(IROS),2016:4714-4719.

[7]双四面体张拉机器人：在管道内畅行无阻［EB/OL］.（2015-12-08）［2017-04-16］.https://bbs.feng.com/mobile-news-read-0-632456.html

[8]牛永刚.人体运动链功能训练结构模型研究［D］.石家庄：河北师范大学，2015：70.

[9]牛永刚.人体运动链功能训练结构模型研究［D］.石家庄：河北师范大学，2015：70.

[10]Ingber D.The architecture of life［J］.Scientific Amercan,1998(1):48-57.

[11]马红军.偏瘫步态分析与训练PPT［EB/OL］.［2017-04-22］.https://www.51wendang.com/doc/47c7b43df37ae5572516d66c/8

[12]参见Bioforcen技术战略合作顾问Asia University龙希文教授受邀老年国际论坛（SCSI 2015）做的“老年步态分析与辅具设计”专题演讲。

[13]师文月.初论竞技运动训练之运动链、运动弱链及其功能危机［J］.山东体育学院学报，2013，29（1）：100-103.

[14]牛永刚.人体运动链功能训练结构模型研究［D］.石家庄：河北师范大学，2015：41.

[15]牛永刚.人体运动链功能训练结构模型研究［D］.石家庄：河北师范大学，2015：62-63.