運動革命——不存在的關節槓桿
革命性的觀點
在4月份的答疑中Bill Hartman提出了一個非常驚人且大膽的觀點——現有的解剖學與生物力學都是簡化後的描述，人體的關節槓桿並不存在。
運動
運動完全以動作為基礎，而動作與姿勢緊密相關，動作控制與動態姿勢穩定是運動中的核心部分。所有的組織——筋膜、肌肉、骨及任何連接組織都是在壓力之下被控制、操縱的，它們都直接對壓力做出反應，所有的運動都是基於壓力的，我們需要壓力來產生控制，而人體的運動是基於流體力學而非槓桿的，我們所做的一切都是基於流體力學的。
關節分類
關節可分為三類：纖維性關節、軟骨關節和滑膜關節。
纖維性關節
纖維性關節中，骨由纖維組織連接，骨與骨之間存在接縫，即骨與骨並沒有真正接觸，它們之間存在空隙，且纖維性關節多為不可動關節，僅有少數為微動。
軟骨關節
軟骨關節由纖維軟骨或透明軟骨連接，它允許比纖維性關節更多的運動，但幅度仍小於滑膜關節。
滑液關節
正常的滑膜關節是由關節囊包繞骨及其上附著的關節軟骨構成，其主要機構分為關節面、關節腔和關節囊三部分。
關節面即構成關節各骨的鄰接面，關節面撒花姑娘覆蓋一層很薄的光滑軟骨，軟骨形狀與骨關節面形狀抑制，可減少運動時的摩擦，同時軟骨富有彈性，可減緩運動時的震蕩和衝擊作用，另外，關節軟骨屬透明軟骨，其表面無軟骨膜。
關節囊是跨過關節附著於鄰近骨的獨特的纖維組織所構成的膜性囊，密封關節腔。關節囊分為內外兩層，由緻密結締組織構成。纖維層增厚部分稱為韌帶，可增強骨與骨之間的連接，並防止關節的過度活動。關節囊的內層為滑膜層，薄而柔軟，由血管豐富的疏鬆結締組織構成，其中平行和交叉的緻密纖維組織相貼，並移動與關節軟骨的周圍，與骨外摸有堅固的連接。滑膜形成褶皺，圍繞著關節軟骨的邊緣，但不覆蓋軟骨的關節面。滑膜層產生滑膜液，可提供營養，並其潤滑作用。
關節腔是關節囊與關節軟骨面所圍成的潛在性密封腔隙。腔內含有少量滑膜液，使關節保持濕潤和滑潤；腔內平時呈負壓狀態，以增強關節的穩定性。
滑膜關節的結構允許大量的自由運動，所有滑膜關節都是可自由移動的關節，它們是關節結構最複雜的關節，並且最可能發展出不適與運動障礙。幾乎所有的肢體關節以及身體大部分關節都屬於滑膜關節。構建滑膜關節的力學模型及運動描述對真正理解運動至關重要。
生物力學
當前的生物力學在關節生物力學的分析上以剛體力學為主要依據。剛體力學是研究剛體在受力時運動規律的學科，所謂剛體即一種有限尺寸且可以忽略形變的固體。剛體的運動需要引入自由度進行描述，一個剛體具有6個自由度，實際分析時若引入其他約束，那麼自由度將會小於6。對於修過機器人學或相關專業課的人而言，這些內容可能更為熟悉。雖然生物力學對關節軟骨及滑液的特性有進行一些闡述，但在力學分析時並沒有真正將滑液的物理特性與化學特性納入考慮。
剛體力學中考慮受力平衡需要考慮靜力平衡與力矩平衡，靜力平衡描述的是關於滑動運動的力學平衡，而力矩平衡描述的是關於轉動運動的力學平衡；若為加速系統，加入加速度或角加速度亦成立。在關節受力分析時，由於任何關節的骨與骨都沒有直接接觸，尤其是主導運動的滑膜關節，若在分析時不考慮滑液對骨的約束條件——壓力引起的滑液中糖蛋白、磷脂等物質的分布排列或電極化，滑液對關節面的補償等，那麼必然影響單塊骨的自由度的約束條件，導致模型的偏差，影響數值解或是導致無解，最終在結果中引入系統誤差。另外，剛體的滑動往往不出現在轉動系統中，因此，關節槓桿的模型並不考慮骨的滑動。而實際情況是，滑膜關節的運動中既有轉動又有滑動。缺少滑動的關節力學分析必然是片面的。
目前的關節生物力學在解釋諸多現象上都出現困難，原因或許正是這種模型的片面性。因此，就關節而言，將滑液的力學分析（流體力學）納入關節的力學模型中或許能夠有效解決一部分模型偏差。
此外，軟組織（肌肉、韌帶、筋膜）均展現出一定的粘滯性（粘滯係數較高），軟組織在極短時間內受到較大壓力時會對外體現出極大的硬度，這種硬度來自於慣性定律，這一點非常符合流體的特性，因此軟組織的力學特性也需要從流體方向進行一定的分析。
壓力與穩定
以單腿站為例，單腿站立時大量的重力通過支撐側的髖、膝、踝關，支撐側的距下關節旋前，同側股骨內旋內收，同側髂骨後旋、內旋、內收，骶骨朝向支撐側，而肌肉則做出符合骨骼運動的長度變化及張力變化。以上的骨骼排列、軟組織張力變化都響應於外界壓力，在此例中，壓力即重力。本體感受器、前庭系統、視覺系統接收到信號輸入，而骨、軟組織（肌肉、筋膜、肌腱、臟器）的運動都是在意識之下完成的，該穩定過程受到神經系統的控制，呈現出自組織性。
姿勢的動態穩定即保持平衡。在物理學中，平衡可分為三類：穩定平衡、不穩定平衡和隨遇平衡。穩定平衡在受到干擾時可自動回到先前的排列形態，保持原有平衡狀態；不穩定平衡在受到干擾時會失去原有的排列形態，失去平衡；隨遇平衡在受到干擾時在新的位置保持平衡。動態姿勢穩定可能是三種平衡的任意一種，而對於治療與運動而言，我們希望產生的是穩定平衡。而創造這種穩定平衡就需要合理分配壓力，而不是單一地去調整單個關節的排列，因為在壓力的作用下所有稱重關節的排列都會出現自發的變化。
關節槓桿與流體力學
為何關節生物力學的分析中採用關節槓桿？由於將滑液納入考慮時約束條件變得更為複雜，對骨運動的描述必須使用自由度，而將自由度規範化到標準歐幾里得向量中會增加非常多的數學過程，描述動作將變得困難且不實用；採用簡化的槓桿模型能夠把握住較為宏觀的運動特徵，對於描述宏觀動作而言十分有利。納入流體力學方程的力學分析過程會將在線性方程組中引入梯度等偏微分運算，方程組的求解變得更加困難，驗證起來也更為困難。
使用簡化模型去描述實際上相當複雜的過程勢必造成偏差。對於術後的髖關節或膝關節，除神經因素外，基於槓桿的力學分析不能解釋為何腫脹的關節會出現活動度受限，而從流體性質出發去解釋組織的變化則更符合邏輯。術後關節的關節囊與關節腔被破壞，滑液流出，另外出現局部炎症，液體的理化性質出現改變且骨與骨之間間隙的增大導致原有的腔內壓力被破壞，確保骨運動的約束條件不能被滿足，因此關節的運動出現受限。
當要真正了解人體運動時，根據實際的解剖結構來看，將流體力學納入考慮，甚至是使用流體力學中壓力、壓強的概念，假設骨與軟組織都響應於壓力的分布會更有利於解釋眾多的運動規律與自然變化。納入流體力學的具體的數學建模過程必然十分複雜，或許未來會有人做出相應的成果並發表文章，就目前而言，使用該觀點進行分析、干預或訓練會幫助你理解很多從前難以解釋的問題。
在此觀點下，運動就是要合理化不同姿勢下的壓力分布，促進身體出現穩定平衡，最終實現在各種姿勢下的壓力的轉移與姿勢的轉換。而干預則是對壓力分布再教育，確保骨與軟組織出現不引發癥狀的變化與適應。
後記
筆者在獲知Bill Hartman的這一觀點後基於早年所學的知識對其進行了一系列分析，最終做出此文。最後感謝Bill Hartman分享這一驚人且大膽的觀點。深度理解該觀點對眾多基礎學科有一定的要求，如解剖學、生物力學、線性代數、剛體力學、流體力學等，利用該觀點進行完整的建模則需要十分強大的基礎功底。紮實的基礎是提出創新的必要條件，理解底層的原理才能夠懂得在此之上的種種理論。
學術討論能夠促進進步與創新，學術需要討論，學術也需要反對意見，對於文章的觀點有一定想法的讀者可以留言進行討論。當然，真正理解這背後的原理需要讀者自己擁有一定的自然科學基礎，並擁有正確的科學素養；而對觀點提出有價值的質疑更需要讀者對基礎學科擁有深刻的理解。
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