花样滑冰点冰跳跃动作的运动学研究

采用艾立尔系统和三维DLT方法,对中国杯大奖赛上我国运动员及世界优秀选手的点冰跳动作进行了定点三维测试,比较分析了他们在完成同样跳跃动作时的人体重心垂直方向位移-时间和速度-时间等的相关参数,并对我国运动员提出了增加起跳的水平速度的建议,为预测和展望新难度动作提供参考.     

人在洪水中的稳定性分析

综合考虑人体生物力学及洪水对人体的作用力,将人体静止失稳分成倾覆失稳和滑移失稳两种形式,推导出人在洪水中两种临界失稳满足的方程,对人体失稳的影响因素进行了分析.应用Lagrange方法在仅考虑一个广义坐标下推导了人在洪水中正常行走满足的微分方程,应用高阶RungeKutta法求解其数值解,并对人在洪水中正常行走的影响因素进行了分析.将人体静止临界失稳及洪水中正常行走的水深和流速值与试验结果比较,结果表明本文提出的方法能较好地确定人在洪水中失稳和正常行走满足的条件.     

生物力学作用对骨髓间充质干细胞增殖和成骨分化影响研究进展

骨髓间充质干细胞在体内所处的力学环境比较复杂,为了探索生物力学与骨髓间充质干细胞增殖分化之间的关系,对近年来生物力学微环境对骨髓间充质干细胞增殖分化影响的研究现状和最新进展进行了综述。认为牵张力与流体剪切力对骨髓间充质干细胞产生的刺激大部分会使其向成骨方向分化,而较大的压缩力和静水压力对骨髓间充质干细胞产生的刺激大部分会使其偏向软骨方向分化,小部分向成骨方向分化,每种分化方向都有其最适的分化条件。通过综述生物力学对骨髓间充质干细胞增殖及成骨分化的影响,为骨髓间充质干细胞的骨组织工程与再生医学研究及更好地应用于临床治疗提供思路和参考依据。     

虚拟手术中的软组织变形仿真研究

虚拟手术中对生物体软组织变形仿真的研究一般采用线弹性物理模型。然而，生物软组织本身呈粘弹性的物理特性。本文通过对软组织生物力学特性的分析，将粘弹性模型应用于手术仿真中软组织变形的研究。在尽量减小算法复杂度的前提下，推导粘弹性模型的计算公式，较好地仿真了在外力作用下软组织的变形。     

连续跳的生物力学研究进展

对连续跳的概念进行界定的基础上,探讨了目前有关连续跳研究的生物力学特征以及影响连续跳的生物力学因素,以期进一步认识连续跳的有关问题,为更好地促进连续跳的研究提供理论依据。     

半骨盆截肢后自体下肢长骨重建坐姿的生物力学研究

利用截肢后废弃的自体长骨重建半骨盆环是一种有效的生物学重建方法,其生物力学性质从未被研究过。本文旨在应用有限元分析方法研究半骨盆截肢后自体骨重建坐骨结节和骨盆环的可行性,对重建骨盆应力分布进行研究。评价了分别使用股骨髁和胫骨平台替代坐骨结节的重建方案,连同完整模型共建立3个有限元模型。对3个模型模拟坐姿进行计算,对vonMises应力比较分析。模型可靠性经过尸体标本应变与位移测试验证。重建骨盆的应力分布与完整骨盆明显不同,股骨髁重建模型应力主要集中在股骨与骶骨左侧耳状面接触处、右骶髂关节和接骨长钉左侧。与重建股骨不同,重建用胫骨最大应力位于胫骨干部,分布面积较大。从生物力学角度看,使用自体下肢骨重建半骨盆环应该优先考虑股骨重建方案。在实际手术设计中也要注意适当增加长钉的直径,并在保证强度的条件下适当降低其刚度。     

OpenCV在生物力学微形变控制及测试系统中的应用

为测量生物力学实验中的微形变,组建了微形变控制装置,结合OpenCV的视频采集与图像处理功能,搭建了生物力学微形变控制与非接触性测量系统。该系统在跟踪并测量特征点信息的同时,可获得其周围组织的运动情况以供后期处理。使用该系统测量足部标本随受力改变而发生的跖骨间距变化,获得了跖骨微运动相关参数。     

脊柱三维运动离体实验加载技术研究进展

脊柱稳定性可以通过脊柱节段三维运动范围的大小来评价。脊柱三维运动实验加载是离体脊柱在近生理环境下的三维运动范围测量的基础。文章从人体脊柱三维运动实验加载要求和加载装置设计两个方面总结了加载技术研究现状,分析了现有加载技术中的主要长处与不足,为将来脊柱三维运动实验加载技术的研究提供参考。,     

穿戴髌腱加压带对跳跃动作影响的生物力学研究

为探讨髌腱加压带对股四头肌肌力、活化程度和跳跃力学的影响,招募16位自愿参与本实验的健康受试者,运用等速肌力仪及表面肌电测试系统,监测穿戴髌腱加压带前后股四头肌肌力及肌肉活化程度,并利用三维测力台分析3种不同跳模式的地面反作用力.结果显示:①穿戴髌腱加压带对股四头肌肌力及肌肉活化程度无显著影响,但可有效提升股内侧肌活化程度并可降低股外侧肌活化程度;②穿戴髌腱加压带可显著增加蹲踞跳起跳时地面反作用力,但对下蹲跳和着地反弹跳起跳时的地面反作用力无影响作用;③穿戴髌腱加压带虽不影响下蹲跳及着地反弹跳的地面反作用力,但却在负荷率及着地反弹跳第1次及第2次着地时地面反作用力方面存在下降趋势.认为穿戴髌腱加压带对于股四头肌肌力输出与肌肉活化程度没有负面效益,不会影响股四头肌在运动过程中的伸张-收缩循环机制,能降低着地时的冲击负荷.     

不同姿势对脊椎胸腰节段爆裂骨折的影响

根据临床医学的统计结果,建立了一个比较完整详细的T12-L2胸腰椎节段的脊椎有限元模型,并赋予模型带有失效准则的非线性材料属性来研究不同姿势下脊椎爆裂骨折的生物力学原理.垂直压缩载荷由一个刚体球垂直碰撞脊椎模型产生.在碰撞之前,脊椎模型分别处于直立、前屈、后伸的姿势下,由此获得3种姿势下的骨折过程和评估爆裂骨折程度的纵向高度、横向宽度和关节突接触力的评价参数.研究结果表明,后伸姿势下椎管狭窄程度最大,爆裂骨折程度最严重.