摘要:在分析人体的运动功能时,可视人体为一个以关节连接,由肌肉所驱使的连杆系统。分析人体的运动动力问题,最后所想求得的是肌肉的力量,由于未知的肌肉作用力数目常远多于所能设定的平衡方程式的数目,因此构成所谓的肌力分布的不定问题(indetererminantproblemofmuscledistribution),使得问题不得而解。肌力的量化有助于建立客观的评估标准,肌力分布的研究亦可用于了解肌肉的功能与临床之评估与预测,个别的肌肉力量至目前为止尚无法以非侵入性的力法直接量到,因此学者们尝试利用数值最佳化的技巧解此肌力不定问题,本文利用数值最佳化的方法解正常人在步态双支撑期下肢的肌肉作用与肌肉力量在肌群间的分布,以评估最佳化模式的合理性,并以最佳设计的观点探讨肌肉功能与其生理及结构的关系。本实验从肌肉之生理与结构特性中考量影响肌肉功能的因素,因为步行属于长期性且重复性的活动,故以耐力时间极大化为准则,此耐力时间的数学模式为肌肉力、最大肌力、红肌纤维比例与生理截面积的非线性函数,除了用单目标最佳化技巧外,考虑解之存在与合理性,本文并推导出一个连续最佳化数学模式,用最佳化技巧所预测的肌肉活动大致上相当符合以往学者定性研究的结果。故本文推导的模式初步认为相当合理,但需要进一步取得

摘要:目的探讨一种与多普勒超声相结合的人体二尖瓣狭窄下游湍流剪应力二维有限元分析方法。方法采用多普勒超声无创检测技术,将体内实时采集到的左心腔二维超声图像和左房、左室壁平均运动速度作为边界条件,对一组二尖瓣狭窄病人随访期间二尖瓣下游湍流剪应力(turbulentshearstress,TSS)进行计算机数值模拟、二维有限元分析。结果有限元分析显示:TSS在两次随访前后均存在显著性差异(P<0.05),与瓣膜病变Wilkins评分呈明显正相关(r:0.80～0.82);无论病变和狭窄程度怎样,跨瓣血流核心区位点TSS始终低于边界各位点,其最大值<80N/m2,结果同以往研究结论一致。结论二尖瓣狭窄下游所产生的TSS与瓣膜病变进展密切相关。有限元法对局部瓣区和整个流场中TSS和速度大小与分布的描述较为完整而详细,因此它与多普勒超声技术相结合,使心瓣流场中TSS的体内定量研究既全面而又准确。

摘要:高度远小于横向和纵向几何尺寸的矩形平行平板流动腔是人们用以体外研究细胞在切应力作用下力学行为的主要工具之一。大多数研究者主要对定常层流情形进行研究。考虑到通常采用的矩形平行平板流动腔内的流动属小雷诺数流动,本文用雷诺数作为摄动参数求出矩形平行平板流动腔内的层流脉动流的摄动解,给出腔内流速和腔室底部切应力的0级、I级、II级近似计算公式。数值计算结果及其与Fourier解的比较表明,在脉动流条件下,对于人们常用的流动腔几何尺寸,近似公式具有相当高的精度,特别是0级近似公式(即准定常公式)适用的雷诺数范围更大。这为在脉动流情况下平行平板流动腔切应力的简便计算方法提供了理论依据。

摘要:目的:了解爆炸冲击波在生物体内的传播特征。材料方法:采用压力测试方法,研究爆炸冲击波在肝、肺、血管及皮下组织内的传播特征,并与空气中的传播特征进行比较。结果:爆炸冲击波在不同介质中的衰减速度依次为:空气>皮下组织>血液;不同部位对爆炸冲击波感应的敏感度依次为:颅脑>胸腔>肝脏;颅脑内的应力感应方式不同于其他部位,以骨性震动传导为主要特征。结论:研究结果为体外模拟研究及为爆炸性冲击伤的诊断治疗提供了理论依据。

摘要:目的:对利用颈前路蝶型钢板(CSBP)进行固定的颈椎标本进行三维稳定性分析,进而对颈前路蝶型钢板(CSBP)作出生物力学评价。方法:14具颈椎标本随机分为A、B两组,测量两组正常颈椎在2.0Nm载荷下的运动范围(ROM);将两组颈椎制作成三柱不稳定模型,分别以CS-BP和Orion钢板固定。测量两组颈椎的ROM。结果:CSBP和Orion钢板均能显著降低颈椎各方向上的ROM(P<0.05),在前屈、后伸方向最大。应用CSBP钢板,前屈、后伸ROM较正常颈椎分别降低66%、60%;应用Orion钢板分别降低72%、71%;两种钢板在重建颈椎稳定程度上无明显差异(P>0.05)。结论:CSBP的生物力学稳定作用较好。

摘要:探讨胎儿脐带静脉随胎龄变化的生物力学特性的改变,为临床挑选适当的血管代用品提供理论依据。方法:33例新鲜脐带静脉,用生物软组织力学试验机测定血管的压力、容积、外径等力学参数,计算出弹性模量、顺应性。结果:37～40周时脐静脉的P-V曲线比较高,弹性模量与血压的关系曲线较低,此时段顺应性最好。结论:建议选用胎龄在37～40周之间的脐静脉作为移植材料。

摘要:本文设计并建立一种新型的血管体外应力培养系统,分别施加定常流与脉动流,检测其运行稳定性后,将猪颈总动脉进行体外培养7d,采用组织形态学方法结合计算机图像分析与透射电镜技术,评价培养动脉的状态。结果表明,颈外动脉进行体外培养7d仍然存活,血管几何形态结构与细胞超微结构基本正常。本系统能够提供多种较为稳定的应力培养条件,为血管生物力学和血管组织工程研究提供了一种有效的实验模型。

摘要:目的对STB胸腰椎后路椎弓根钉板系统进行生物力学评价及临床应用观察。方法该系统由医用钛合金材料制成,包括长条形钢板及椎弓根固定螺栓。在6例成人新鲜脊柱标本(T10∽L4)上模拟正常组、损伤组、Steffee固定组和STB固定组等四个状态,在10.0N·m的纯力偶矩作用下分别产生前屈、后伸、左/右侧弯、左/右轴向旋转运动,通过脊柱三维运动测试系统比较Steffee和STB重建胸腰椎脊柱稳定性的效果。并测试STB钉板系统的轴向刚度。临床应用该系统治疗胸腰椎骨折及腰椎滑脱53例。结果Steffee、STB器械均能提高失稳脊柱的各向稳定性,尤在左/右侧弯方向上更为显著(p<0.05),但二者无显著性差异(p>0.05)。STB的轴向刚度为106.8N/mm±24.8N/mm。临床观察表明,该系统具有良好的复位和固定性能。结论STB胸腰椎后路内固定系统具有良好的生物力学性能,适合临床应用。

摘要:目的:通过实验应力分析方法比较空心加压螺钉加张力带与其他方法固定髌骨。方法:8具新鲜膝关节尸体标本,分别行空心加压螺钉和克氏针等内固定,比较它们的受力状态。结果:空心自攻加压螺钉张力带内固定治疗髌骨骨折,固定可靠,能承受高负荷,性能优于克氏针内固定等,具有显著性差异(P<0.05)。结论:从生物力学角度看髌骨骨折以空心加压螺钉加张力带内固定是一种较为合理的治疗方法。

摘要:目的:探讨与比较作者设计的三维L形钢板(TDLP)与其他内固定物在治疗不稳定股骨粗隆间骨折中的作用。方法:采用12具新鲜尸股骨标本,将股骨粗隆造成二部分、三部分、四部分骨折,沿着股骨内外侧骨皮质粘贴6个应变片,测量股骨近端应变和不同工况下(压、弯、扭)试验结果。分别用TDLP、Gamma钉、Richards钉、SHS钉固定,系统比较其实验结果和股骨的生物力学性能。结果:采用TDLP治疗股骨粗隆间骨折其强刚度与Gamma钉相当,但无显著性差异(P>0.05),与Richards钉、SHS钉比较,在生物力学性能上占有明显优势,具有显著性差异(P<0.05)。作者自1994年始采用自行设计的TDLP治疗股骨粗隆间骨折72例,平均年龄63.5岁,平均随访32月,X线片显示骨折愈合优良,伤肢恢复正常功能,无骨折延迟愈合及髋内翻或旋转移位。结论:TDLP是目前治疗股骨粗隆间骨折较理想的内固定物。

摘要:目的:探讨颈椎病患者的血液流变学指标的异常特点。方法:测量颈椎病患者的各项血液流变学指标,并分析其血液流变异常特点。结果:男性颈椎病患者血液流变学指标:血程方程K值、ESR、HCT、ηb、ηp、ηr、FIB、EPT与对照组相比差异非常显著(P<0.01);女性颈椎病患者血液流变学指标:ESR、血程方程K值、FIB、ηp与对照组相比差异非常显著(P<0.01)。结论:血液流变学异常指标是引发或加重颈椎病的主要原因之一。

摘要:目的比较可吸收线环扎张力带与钢丝环扎、Magnuson钢丝、AO张力带钢丝和Weber改良张力带钢丝固定髌骨骨折的生物力学特性。方法取20具新鲜膝关节标本,随机分为5组,制成骨折模型,分别用5种方法固定,用膝关节生物力学试验机KJ—20型测定5种内固定的生物力学性能,骨折断端分离1.0mm为固定失败。结果5种内固定方法均能满足1KN股四头肌收缩力,可吸收线环扎张力带与其它内固定方法相比,无明显差异(p>0.05)。结论可吸收线环扎张力带治疗髌骨骨折具有优越的生物力学性能和良好的骨折断端稳定性,免除了二次手术之苦,扩大了手术内固定的适应范围,避免了许多不必要的髌骨切除。

摘要:目的:比较股骨干不稳定骨折采用新型交锁加压髓内钉(NLN)和自动开叉交锁加压髓内钉(ALN)内固定的生物力学性能,为临床提供科学依据。方法:采用8具新鲜尸体股骨,以两种不同器械固定,并与常用梅花钉、GK钉进行对照比较,用实验应力分析方法分析它们在生物力学性能上的优劣。结果:自动开叉交锁加压髓内钉力学性能明显优于对照组(P<0.05)。结论:自动开叉交锁加压髓内钉内固定生物力学性能优越,应力遮挡小,明显优于其它髓内钉。