股骨头坏死疗法的骨科生物力学研究

股骨头坏死是当今疑难病之一,100多年来,由于病因和病理过程不明,没有一种学说和疗法得到临床有力支持。近20多年来,我国学者以中医学理论为指导,以现代科学技术为手段,吸收超微结构损伤学和骨科生物力学等多门新兴边缘学科研究成果,并重新认识髋关节的病因,病理理论,突破传统医学定论,逐步形成内外兼治,以修复股骨头结构、提高骨小梁力学性能、改善骨内循环和模造髋关节、调整骨盆倾斜、改善受力关系、再现髋关节功能为主要手段的一整套无损伤治疗方法。     

超声弹性成像应用在角膜疾病诊断中的有限元分析

弹性成像在医学成像领域具有广阔的应用前景.在本文中,有限元法被用于模拟角膜组织的超声弹性成像,通过改变角膜病变组织与正常组织杨氏模量的数值大小及分布,模拟角膜病变的不同情形,分析计算各种不同情形时的应变、应力和位移分布,并对仿真结果进行分析.当角膜正常组织与病变组织的杨氏模量之比为1:4时,病变区域中心的应变为-0.00854,而对应正常角膜相同位置的应变为-0.02277,为病变区域中心的应变值的2.67倍.病变区域中心的应力为0.04337,而对应正常角膜相同位置的应力为0.02729,相当于病变区域中心的应力值的0.64倍.当角膜正常组织与病变组织的杨氏模量之比为4:1时,情况刚好相反.基于角膜组织的粘弹性,优化了角膜组织模型.结果表明,利用应变压缩方法可以实现离体组织的弹性成像,超声弹性成像中病变组织与正常组织的生物力学响应差异明显,研究结果可为弹性成像在眼科临床应用上提供理论指导.     

离散梯度法在基于图像的计算生物力学中的应用1)

介绍一种可用于计算生物力学的离散梯度方法,此方法可利用离散的点云模型直接进行数值模拟分析而不需要传统的几何模型。将离散梯度法应用于点云模型需要首先确定模型中点之间的相邻关系和每个点所分配的材料体积,然后通过用广义的有限差分的形式定义了梯度插值向量,并以此向量来近似函数在每个离散点上的梯度。从弱形式出发,推导建立了适用于弹性固体大变形问题的求解器,并具有和有限元法中双线性四边形单元一致的准确性和收敛性。着重描述了一种可以从医学图像中快速提取材料点并建立点云模型的方法,以及利用三角划分和重心划分确定材料点之间的相邻关系和每个材料点体积的具体过程。通过腹主动脉瘤膨胀的静力学模拟分析,展示了离散梯度法的实用性和准确性。该算法实现了基于医学图像进行生物力学分析的过程自动化,为病体特异性的研究和治疗提供便利和实用的工具。     

新工科背景下力学跨学科课程的建设与探讨

新一轮科技变革业已开始,我国正在大力推动“新工科”建设。力学专业作为工科的关键基础之一,需要结合新时代工程教育改革方向来推进专业教育与学科建设。本文以生物力学与仿生跨学科课程为例,分析了当前跨学科课程所面临的学生缺少了解、教师定位不清、教学方式单一等问题,提出了与低年级通识教育、基础力学课程、现代教育技术相结合的针对性措施,并对其实施效果进行总结,以期为现有工科中的跨学科课程建设提供借鉴和参考。     

原发性肺冲击伤生物力学研究概述（－）

原发性肺冲击伤生物力学研究概述（－）赵敏,王正国（第三军医大学野战外科研究所重庆市６３００４２）激波,又称冲击波或爆炸波（以下统称激波）作用于机体引起损伤的过程,既是激波作用于机体结构的力学过程,也是生物体以其独特而复杂的结构和力学特性响应激波作用的     

软管流量调节器调节特性分析及设计准则

分析了大雷诺数下软管的流量调节行为；导出了流量随下游压力的函数关系，即流量调节特性曲线；提出了以软管作为能动元件的流量调节器设计准则．     

蹬痕形成和变化的生物力学基础研究

目的蹬痕是起足阶段的主体痕迹,全面了解和掌握其形成过程和机理以及特征变化规律是深入挖掘足迹信息的前提,也是准确进行足迹分析的重要保障。方法利用足底压力测量系统采集人体平地自然行走时足-地相互作用的时间、空间和力学参数,对足与地面接触的全过程进行量化分析,对蹬痕形态特征进行直观观察和比较研究。结果不同年龄人群由于生理机能和运动能力等差异,起足动作、蹬痕反映均有明显差异。结论通过综合分析蹬痕形成过程足-地相互作用的生物力学参数和足迹步态特征,有助于正确理解和应用蹬痕分析年龄等人体自然条件,为侦查提供更加准确的方向。     

《运动生物力学》多媒体教学中的视觉传达

随着教育技术的日益成熟,交互性良好的多媒体教学不仅突破了传统课堂的限制,而且通过模拟虚拟环境等形式,大大提高了教学效果。《运动生物力学》教学中合理的视觉传达能够很好的模拟体育动作,直接激发学生的学习兴趣,为学生提供了一个全新的学习视角,大大拓宽了教育技术的研究领域。     

骨水泥增强对胸腰脊柱后路长节段固定手术的影响

临床研究表明,不同节段骨水泥增强椎体能够有效预防近端交界性后凸(Proximal Junctional Kyphosis, PJK),然而其中的生物力学影响尚不清楚。针对这一现象,本研究基于正常人体脊柱计算机断层扫描(Computed Tomography, CT)数据,通过临床手术方案构建了T10-S1骨质疏松症胸腰脊柱后路固定(Posterior Thoracolumbar Spinal Fixation, PTSF)T11-S1及PTSF分别联合T10、T11或T10&T11节段椎体骨水泥增强(Vertebral Body Cement Augmentation, VBCA)构建的PTSF+T10VBCA,PTSF+T11VBCA,PTSF+T10&T11VBCA 4种手术有限元模型。通过有限元分析发现骨水泥增强椎体对于预防PJK有明显效果,单节段椎体增强会产生较大的松质骨骨折风险,因此,双节段椎体增强术对PJK的预防效果更好。