二、人體力學在護理學中的應用

人體力學（body mechanics）是運用力學原理研究維持和掌握身體的平衡，以及人體從一種姿勢轉換為另一種姿勢時身體如何有效協調的一門科學。正確的姿勢只需消耗較小的能量，就能發揮較大的工作效能；而不正確的姿勢易造成肌肉、肌腱、韌帶的勞損而影響人體健康。

護理人員在執行各項操作中正確運用力學原理，維持良好的姿勢，可減輕自身肌肉緊張及疲勞，提高工作效率。同時，運用力學原理協助患者維持正確的姿勢和體位，避免肌肉過度緊張，可增進患者的舒適感，促進康復。

（一）常用的力學原理

1.杠桿作用　杠桿是利用直桿或曲桿在外力作用下能繞桿上一固定點轉動的一種簡單機械。杠桿的受力點稱力點，固定點稱支點，克服阻力（如重力）的點稱阻力點。支點到動力作用線的垂直距離稱力臂，支點到阻力作用線的垂直距離稱阻力臂。當力臂大于阻力臂時，可以省力；力臂小于阻力臂時就費力；而支點在力點和阻力點之間時，可以改變用力方向。人體的活動主要與杠桿作用有關，在運動時，骨骼好比杠桿，關節是運動的支點，骨骼肌是運動的動力。它們在神經系統的調節和各系統的配合下，骨骼肌牽拉骨骼，使之繞著關節軸活動，對身體起著保護、支持和運動的作用。根據杠桿上力點、支點和阻力點的相互位置不同，杠桿可分為三類。

（1）平衡杠桿　支點在動力點和阻力點之間的杠桿。這類杠桿的動力臂與阻力臂可等長，也可不等長。例如，人的頭部在寰枕關節上進行低頭和仰頭的動作，即屬平衡杠桿運動。寰椎為支點，支點前后各有一組肌群產生作用力（F1，F2），頭部重量為阻力（L）。當前部肌群產生的力（F2）與阻力（L）的力矩之和與后部肌群產生的力（F1）的力矩相等時，頭部趨于平衡（圖2-6）。

（2）省力杠桿　阻力點在動力點和支點之間的杠桿。這類杠桿的動力臂總是比阻力臂長，所以省力。例如，人用足尖站立時，足尖是支點，足跟后的肌肉收縮為作用力（F），體重（L）落在兩者之間的距骨上，這種動作屬于省力杠桿。由于力臂較大，所以用較小的力就可以支持體重，達到省力的目的（圖2-7）。

（3）速度杠桿　動力點在阻力點和支點之間的杠桿。這類杠桿的動力臂總是比阻力臂短，因而費力。雖然費力，但能得到較大距離的移動，獲得較大的運動速度。使用的目的在于工作方便。這類杠桿是人體最常見的杠桿作用。例如，用手臂舉起重物時的肘關節運動，肘關節是支點，手臂前肌群（肱二頭肌）的力作用于支點和重量之間，由于力臂較短，就得用較大的力，但卻贏得了速度和運動范圍。手臂后肌群（肱三頭肌）的力和手中的重物的力矩使手臂伸直，而肱二頭肌的力矩使手臂向上彎曲，當二者相等時，手臂則處于平衡狀態（圖2-8）。此外，在護理工作中用鑷子夾取物品也屬于速度杠桿。

2.摩擦力　相互接觸的物體在接觸面上發生的阻礙相對滑動的力為摩擦力。摩擦力的大小取決于正壓力和摩擦系數的大小，正壓力是指垂直于接觸面的壓力，摩擦力的方向與運動力的方向相反。當物體有滑動的趨勢但尚未滑動時，作用在物體上的摩擦力稱為“靜摩擦力”，靜摩擦力與使物體發生滑動趨勢的力的方向相反，它的大小與該力相同，并隨力的增大而增加，當力加大到物體即將開始運動時，靜摩擦力達到最大值，稱為最大靜摩擦力。物體在滑動時受到的摩擦力稱為“滑動摩擦力”；物體滾動時受到的摩擦力稱“滾動摩擦力”。最大靜摩擦力和滑動摩擦力與接觸面上的正壓力成正比，比例系數分別稱為“靜摩擦系數”和“滑動摩擦系數”，通稱“摩擦系數”，其大小主要決定于接觸面的材料、光潔程度、干濕程度和相對運動的速度等，通常與接觸面的大小無關。

干燥、粗糙平面的摩擦系數大于平滑面的摩擦系數。因此，增加摩擦力可以防止滑倒，如在拐杖的頭端加上橡皮頭，能夠增加摩擦系數，使其穩定。

3.平衡與穩定　為了使物體保持平衡，必須使作用于物體的一切外力相互平衡，也就是通過物體重心的各力的合力應等于零；而且不通過物體重心的各力矩的總和也等于零。人體局部平衡是整個人體平衡不可缺少的一部分，而整個人體平衡也是由各個局部平衡來實現的。物體或人體的平衡與穩定，是由其重量、支撐面的大小、重心的高低及重力線和支撐面邊緣之間的距離而決定的。

（1）物體的重量與穩定性成正比　物體重量越大，穩定性越大。推倒一較重物體所用的力比推倒一較輕物體的力要大。例如護理操作中，要把患者移到較輕的椅子上時，應注意用其他的力量支持椅子，如扶住椅子的靠背或將椅子靠墻。

（2）支撐面的大小與穩定性成正比　支撐面是人或物體與地面接觸的各支點的表面構成的，并且包括各支點之間的表面積。支撐面可為站立、提重物或移動時提供穩定性。各支點之間的距離越大，物體的支撐面積越大。支撐面小，則需付出較大的肌肉拉力，以保持平衡穩定。如用一只腳站立時，為了維持人體平衡穩定，肌肉必須用較大的拉力。擴大支撐面可以增加人或物體的穩定性，如人體仰臥位比側臥位穩定；老年人站立或行走時，用手杖來擴大支撐面，可增加穩定性。

（3）物體的重心高度與穩定性成反比　重力的作用所集中的一點稱為物體的重心。當物體的組成成分均勻時，重心位于它的幾何中心。如物體的形狀發生變化時，重心的位置也會隨之變化。

人體重心的位置隨著軀干和四肢的姿勢改變而改變。在直立垂臂時，重心位于骨盆的第二骶椎前約7cm處（圖2-9）；如把手臂舉過頭頂，重心隨之升高；當身體下蹲時，重心下降，甚至吸氣時膈肌下降，重心也會下降。人或物體的重心越低，穩定度越大。

重力線必須通過支撐面才能保持人或物體的穩定。重力線是重量的作用線，是自重心垂直于地面的線。豎直向下的重力與豎直向上的支持力，二者大小相等、方向相反且作用在一條直線上，即處于平衡狀態。人體只有在重力線通過支撐面時，才能保持動態平衡。如人從座椅上站立起身時，應該先將身體向前傾，一只腳向后移，使重力線落在擴大的支撐面內，這樣才可以平穩地站起來（圖2-10）。如果重力線落在支撐面外，重量將會產生一個破壞力矩，使人體傾倒。

（二）人體力學在護理工作中的應用

1.利用杠桿作用　護士操作時應靠近操作物；兩臂持物時，兩肘緊靠身體兩側，上臂下垂，前臂和所持物體靠近身體，因阻力臂縮短，而省力。在必須提取重物時，最好把重物分成相等的兩部分，分別由兩手提拿。若重物由一只手臂提拿，另一只手臂則向外伸展，以保持平衡。

2.擴大支撐面　護士在操作中，應該根據實際需要將雙下肢前后或左右分開，以擴大支撐面。協助患者移動體位時，應盡量擴大支撐面，如患者側臥時，應兩臂屈肘，一手放于枕旁，一手放于胸前，兩腿前后分開，上腿彎曲在前，下腿稍伸直，以擴大支撐面，穩定患者的臥位。

3.降低重心　護士在取位置低的物體或進行低平面的護理操作時，雙下肢應隨身體動作的方向前后或左右分開，以增加支撐面，同時屈膝屈髖，由于身體是下蹲姿勢，降低了重心，重力線在支撐面內，保持了身體的穩定性。

4.減少身體重力線的偏移　護士在提物品時應盡量將物體靠近身體；抱起或抬起患者移動時，應將患者靠近自己的身體，以使重力線落在支撐面內。

5.盡量使用大肌肉或多肌群　進行護理操作時，在能使用整只手時，避免只用手指進行操作；在能使用軀干部和下肢肌肉的力量時，盡量避免只使用上肢的力量。如端治療盤時，應五指分開，托住治療盤并與手臂一起用力。使用多肌群，不易疲勞。

6.用最小肌力做功　護士在移動重物時，應注意平衡、有節律，并計劃好所要移動的位置和方向，以直線方向移動，盡可能用推或拉代替提取。

將人體力學的原理正確地運用到護理操作中，可有效地起到節力省力的作用，從而提高工作效率，還可減少護理工作中由于用力不當，發生意外損傷或肌肉勞損的機會；同時，運用力學原理保持患者良好的姿勢和體位，可以增進患者的舒適度，促進其康復。