二、人体力学在护理学中的应用

人体力学（body mechanics）是运用力学原理研究维持和掌握身体的平衡，以及人体从一种姿势转换为另一种姿势时身体如何有效协调的一门科学。正确的姿势只需消耗较小的能量，就能发挥较大的工作效能；而不正确的姿势易造成肌肉、肌腱、韧带的劳损而影响人体健康。

护理人员在执行各项操作中正确运用力学原理，维持良好的姿势，可减轻自身肌肉紧张及疲劳，提高工作效率。同时，运用力学原理协助患者维持正确的姿势和体位，避免肌肉过度紧张，可增进患者的舒适感，促进康复。

（一）常用的力学原理

1.杠杆作用　杠杆是利用直杆或曲杆在外力作用下能绕杆上一固定点转动的一种简单机械。杠杆的受力点称力点，固定点称支点，克服阻力（如重力）的点称阻力点。支点到动力作用线的垂直距离称力臂，支点到阻力作用线的垂直距离称阻力臂。当力臂大于阻力臂时，可以省力；力臂小于阻力臂时就费力；而支点在力点和阻力点之间时，可以改变用力方向。人体的活动主要与杠杆作用有关，在运动时，骨骼好比杠杆，关节是运动的支点，骨骼肌是运动的动力。它们在神经系统的调节和各系统的配合下，骨骼肌牵拉骨骼，使之绕着关节轴活动，对身体起着保护、支持和运动的作用。根据杠杆上力点、支点和阻力点的相互位置不同，杠杆可分为三类。

（1）平衡杠杆　支点在动力点和阻力点之间的杠杆。这类杠杆的动力臂与阻力臂可等长，也可不等长。例如，人的头部在寰枕关节上进行低头和仰头的动作，即属平衡杠杆运动。寰椎为支点，支点前后各有一组肌群产生作用力（F1，F2），头部重量为阻力（L）。当前部肌群产生的力（F2）与阻力（L）的力矩之和与后部肌群产生的力（F1）的力矩相等时，头部趋于平衡（图2-6）。

（2）省力杠杆　阻力点在动力点和支点之间的杠杆。这类杠杆的动力臂总是比阻力臂长，所以省力。例如，人用足尖站立时，足尖是支点，足跟后的肌肉收缩为作用力（F），体重（L）落在两者之间的距骨上，这种动作属于省力杠杆。由于力臂较大，所以用较小的力就可以支持体重，达到省力的目的（图2-7）。

（3）速度杠杆　动力点在阻力点和支点之间的杠杆。这类杠杆的动力臂总是比阻力臂短，因而费力。虽然费力，但能得到较大距离的移动，获得较大的运动速度。使用的目的在于工作方便。这类杠杆是人体最常见的杠杆作用。例如，用手臂举起重物时的肘关节运动，肘关节是支点，手臂前肌群（肱二头肌）的力作用于支点和重量之间，由于力臂较短，就得用较大的力，但却赢得了速度和运动范围。手臂后肌群（肱三头肌）的力和手中的重物的力矩使手臂伸直，而肱二头肌的力矩使手臂向上弯曲，当二者相等时，手臂则处于平衡状态（图2-8）。此外，在护理工作中用镊子夹取物品也属于速度杠杆。

2.摩擦力　相互接触的物体在接触面上发生的阻碍相对滑动的力为摩擦力。摩擦力的大小取决于正压力和摩擦系数的大小，正压力是指垂直于接触面的压力，摩擦力的方向与运动力的方向相反。当物体有滑动的趋势但尚未滑动时，作用在物体上的摩擦力称为“静摩擦力”，静摩擦力与使物体发生滑动趋势的力的方向相反，它的大小与该力相同，并随力的增大而增加，当力加大到物体即将开始运动时，静摩擦力达到最大值，称为最大静摩擦力。物体在滑动时受到的摩擦力称为“滑动摩擦力”；物体滚动时受到的摩擦力称“滚动摩擦力”。最大静摩擦力和滑动摩擦力与接触面上的正压力成正比，比例系数分别称为“静摩擦系数”和“滑动摩擦系数”，通称“摩擦系数”，其大小主要决定于接触面的材料、光洁程度、干湿程度和相对运动的速度等，通常与接触面的大小无关。

干燥、粗糙平面的摩擦系数大于平滑面的摩擦系数。因此，增加摩擦力可以防止滑倒，如在拐杖的头端加上橡皮头，能够增加摩擦系数，使其稳定。

3.平衡与稳定　为了使物体保持平衡，必须使作用于物体的一切外力相互平衡，也就是通过物体重心的各力的合力应等于零；而且不通过物体重心的各力矩的总和也等于零。人体局部平衡是整个人体平衡不可缺少的一部分，而整个人体平衡也是由各个局部平衡来实现的。物体或人体的平衡与稳定，是由其重量、支撑面的大小、重心的高低及重力线和支撑面边缘之间的距离而决定的。

（1）物体的重量与稳定性成正比　物体重量越大，稳定性越大。推倒一较重物体所用的力比推倒一较轻物体的力要大。例如护理操作中，要把患者移到较轻的椅子上时，应注意用其他的力量支持椅子，如扶住椅子的靠背或将椅子靠墙。

（2）支撑面的大小与稳定性成正比　支撑面是人或物体与地面接触的各支点的表面构成的，并且包括各支点之间的表面积。支撑面可为站立、提重物或移动时提供稳定性。各支点之间的距离越大，物体的支撑面积越大。支撑面小，则需付出较大的肌肉拉力，以保持平衡稳定。如用一只脚站立时，为了维持人体平衡稳定，肌肉必须用较大的拉力。扩大支撑面可以增加人或物体的稳定性，如人体仰卧位比侧卧位稳定；老年人站立或行走时，用手杖来扩大支撑面，可增加稳定性。

（3）物体的重心高度与稳定性成反比　重力的作用所集中的一点称为物体的重心。当物体的组成成分均匀时，重心位于它的几何中心。如物体的形状发生变化时，重心的位置也会随之变化。

人体重心的位置随着躯干和四肢的姿势改变而改变。在直立垂臂时，重心位于骨盆的第二骶椎前约7cm处（图2-9）；如把手臂举过头顶，重心随之升高；当身体下蹲时，重心下降，甚至吸气时膈肌下降，重心也会下降。人或物体的重心越低，稳定度越大。

重力线必须通过支撑面才能保持人或物体的稳定。重力线是重量的作用线，是自重心垂直于地面的线。竖直向下的重力与竖直向上的支持力，二者大小相等、方向相反且作用在一条直线上，即处于平衡状态。人体只有在重力线通过支撑面时，才能保持动态平衡。如人从座椅上站立起身时，应该先将身体向前倾，一只脚向后移，使重力线落在扩大的支撑面内，这样才可以平稳地站起来（图2-10）。如果重力线落在支撑面外，重量将会产生一个破坏力矩，使人体倾倒。

（二）人体力学在护理工作中的应用

1.利用杠杆作用　护士操作时应靠近操作物；两臂持物时，两肘紧靠身体两侧，上臂下垂，前臂和所持物体靠近身体，因阻力臂缩短，而省力。在必须提取重物时，最好把重物分成相等的两部分，分别由两手提拿。若重物由一只手臂提拿，另一只手臂则向外伸展，以保持平衡。

2.扩大支撑面　护士在操作中，应该根据实际需要将双下肢前后或左右分开，以扩大支撑面。协助患者移动体位时，应尽量扩大支撑面，如患者侧卧时，应两臂屈肘，一手放于枕旁，一手放于胸前，两腿前后分开，上腿弯曲在前，下腿稍伸直，以扩大支撑面，稳定患者的卧位。

3.降低重心　护士在取位置低的物体或进行低平面的护理操作时，双下肢应随身体动作的方向前后或左右分开，以增加支撑面，同时屈膝屈髋，由于身体是下蹲姿势，降低了重心，重力线在支撑面内，保持了身体的稳定性。

4.减少身体重力线的偏移　护士在提物品时应尽量将物体靠近身体；抱起或抬起患者移动时，应将患者靠近自己的身体，以使重力线落在支撑面内。

5.尽量使用大肌肉或多肌群　进行护理操作时，在能使用整只手时，避免只用手指进行操作；在能使用躯干部和下肢肌肉的力量时，尽量避免只使用上肢的力量。如端治疗盘时，应五指分开，托住治疗盘并与手臂一起用力。使用多肌群，不易疲劳。

6.用最小肌力做功　护士在移动重物时，应注意平衡、有节律，并计划好所要移动的位置和方向，以直线方向移动，尽可能用推或拉代替提取。

将人体力学的原理正确地运用到护理操作中，可有效地起到节力省力的作用，从而提高工作效率，还可减少护理工作中由于用力不当，发生意外损伤或肌肉劳损的机会；同时，运用力学原理保持患者良好的姿势和体位，可以增进患者的舒适度，促进其康复。