拦阻着舰过程中飞行员头颈部的动力学响应

目的分析航母舰载机拦阻着舰过程中飞行员在佩戴和不佩戴头盔时的头颈部动力学响应以及主要肌肉应变量。方法建立包括头部、7个颈椎和2个胸椎共10个刚体的人体头颈部的多体动力学模型;采用集总参数法描述韧带、椎间盘等软组织的力学特性;应用非线性应力-应变关系描述人体头颈部15组肌肉的力学特性。采用多组汽车碰撞过程人体头颈部动力学响应实验数据对模型进行验证。结果获取了拦阻着舰过程飞行员头部的过载曲线和15组肌肉的应变,结果表明颈夹肌拉伸程度最大,在不佩戴头盔时其应变可达50%,佩戴2.7 kg头盔时其应变可达56%。结论佩戴防护头盔会增加飞行员在拦阻着舰过程的颈部肌肉拉伸,仿真结果可用于进一步的损伤评估。     

人体下颌骨的弹性

本文应用应变电测技术研究了人体下颌骨的弹性。结果表明,其力学特性与其位置,方问密切关系,说明人体下颌骨是一种各向异性的非均质的复合材料。     

膝关节动力学模型的研究进展

膝关节是人体最重要的关节之一。研究膝关节的力学行为对临床上治疗各类膝关节伤病均有极大的帮助。本文回顾了近年来国外学者提出的若干膝关节力学模型,分析了其优点及局限性,提出了膝关节动力学模型的发展趋势,为进一步探讨膝关节动力学模型提供了参考和借鉴。     

膝关节动力学模型的研究进展

膝关节是人体最重要的关节之一。研究膝关节的力学行为对临床上治疗各类膝关节伤病均有极大的帮助。本回顾了近年来国外学提出的若干膝关节力学模型，分析了其优点及局限性，提出了膝关节动力学模型的发展趋势，为进一步探讨膝关节动力学模型提供了参考和借鉴。     

人体运动力学分析方法的回顾与展望

运动力学作为生物力学重要的分支和前沿方向,近年来在运动数据获取、力学参数测量及人体动力学模型建立等方面取得了许多重大进展,并对运动损伤预防及康复医学等领域产生了重要的影响。人体内力环境是运动、负荷、生物学和形态学相互作用的结果,准确测量和估计人体内力环境是运动生物力学的研究重点和难点,而个性化的数据获取和模型建立也是获得物理与生理上有效的组织生物力学预测的关键。该文回顾了运动学和动力学的研究与发展,为运动力学分析方法提供系统与全面的工作框架,并展望学科未来的应用与发展趋势,为相关领域的研究者提供参考。     

关节软骨力学特性间接预测方法的研究进展

关节软骨具有非常优异的力学特性,是影响人体运动、载荷传递的关键因素之一。随着人们参与体育运动的增多以及老龄化程度的加剧,出现关节软骨损伤及其相关病症的人数显著增多。实现关节软骨力学特性的有效表征,是对关节软骨进行损伤评估和功能评价的核心环节。总结当前国内外关于关节软骨力学特性间接测量方法的研究进展,并对关节软骨力学特性表征技术的未来发展方向进行展望。     

骨组织的多层次生物力学特性及本构关系

骨组织是人体主要的承重器官,其承载能力与自身生物力学特性密切相关。作为一种复杂的多层次生物材料,骨组织的生物力学特性由其自身结构和生物学特性等因素共同决定。在不同程度的力学载荷下,骨组织表现出不同的生物力学特性。因此,深入研究骨组织不同层次的生物力学特性,构建能够反映骨组织生物学特性的本构关系,量化骨组织对力学载荷的响应,实现从骨组织生物力学特性到力学生物学特性的研究,为临床治疗提供精确的理论依据,一直以来都是研究者关注的重点。基于骨组织多层次生物力学特性,对近年来骨组织本构方程的相关研究进行归纳总结。     

考虑体位改变的血流动力学数学模型

目的建立能反映体位改变的单一血管血流动力学分布参数模型,探讨重力对血管中血流压力的影响。方法在一般的血流动力学模型中引入体力项,数值模拟体位不同时,重力对血流压力的影响。结果体位不同时,重力可引起血流压力的变化不同。结论新建的血流动力学分布参数模型可以为研究体位改变引起心血管功能指标的变化提供帮助。     

壁冠状动脉血流动力学特性的实验模拟与理论研究

目的临床研究、动物实验和模拟试验都证实心肌桥在收缩期的压迫作用,可引起壁冠状动脉管腔狭窄,从而使流量、流速及压力发生变化,导致血流动力学特性的异常现象。作者从"水击"理沦的角度探讨冠状动脉心肌桥前端的压力和流速变化这一异常现象的力学背景。方法利用心肌桥模拟装置在收缩期中和舒张期初"水击"发生前后对壁冠状动脉血流动力学进行模拟并用一维水击波理论模型进行分析、计算,与正常情况下实验数据对比分析。结果壁冠状动脉近端收缩压的升高幅度、舒张期流速的升高幅度计算值与实验值基本一致。结论证实了壁冠状动脉血流动力学特性异常现象是由扰动引起的"水击"波。     

在体软组织非线性粘弹性的自适应准线性粘弹性模型研究

在手术仿真、手术规划、医学诊断等众多医学应用中,人体软组织力学特性建模都是一个关键问题。为了开发手术仿真中人体软组织大变形生物力学模型,本文介绍了自适应准线性粘弹性(AQLV)模型,对人体前臂软组织进行了印压试验,采用增量斜坡保持试验得到模型参数,通过增量斜坡保持试验、大应变斜坡保持试验和大应变正弦循环加载试验来检验该模型的预测能力。本文研究结果表明,AQLV模型能够较好地预测这三种加载工况下的试验数据。因此,本研究的结论认为,该AQLV模型对在体软组织在大应变时的非线性粘弹性的描述具有一定的实用性和可参照性,有望作为手术仿真或医学诊断中软组织模型的选择之一。     

钢制人工髋关节力学性能分析

本文对骨科临床中采用的钢制人工髋关节的力学特性，如强度，刚度，振动以及与股骨的相容特性等，用三维等参有限元方法进行了分析．结果表明，采用钢制人工髋关节能与人体相容，具有较好的力学特性。     

用于心室辅助装置血流动力学性能评价的体外模拟循环系统技术进展

体外模拟循环系统(mock circulatory systems,MCS)是一个模拟人体循环系统血流动力学状态的试验平台,被广泛用于心室辅助装置和人工瓣膜等心血管人工器官的体外性能评价和生机电系统中的血流动力学响应研究。通过调整模拟心脏的驱动元件和模拟血管系统的集中参数元件,MCS可以模拟人体健康、运动、心力衰竭等不同生理状态的血流动力学特性。自1960年代至今,MCS研发目标从满足最基本的心室辅助装置或机械瓣膜的系统性能评价要求,已发展到能够复现局部重要器官的血流动力学状态。总结MCS目前的设计原则、系统搭建以及研究进展和未来展望。     

人体椎骨松质骨力学参数实验研究

本文作了椎骨松质骨力学特性实验。首先建立了包括微机数据采集系统的实验系统。对314个人体胸椎,腰椎松质骨试件分别沿轴向,横向和矢向压缩做了破坏实验。测定了中国成人椎骨松质骨的强度、弹性模量,泊松比和密度等参数。对各类不同试件力学特性的差异进行了统计检验,并对各参数间的关系进行了回归分析。由实验和计算结果可以得出:椎骨松质骨轴向强度、弹性模量显著大于其正交方向的值,与轴向正交各方向的力学特性参数间无显著差导。整椎强度明显大于松质骨强度,皮质骨起着不同于松质骨的承载作用。松质骨强度、弹性模量,密度之间显著正相关。数据集中反映了中国人青壮年组椎骨力学参数的特点,实验结果为建立脊柱动力学模型及研究各类椎骨损伤提供了基础数据。     

建立基于广义Hamilton及Lie群理论的人体骨肌系统动力学方程

目的　建立一种基于广义Arial及Arial群理论的人体骨肌系统动力学建模方法。方法　首先,定义了人体骨肌系统的广义坐标,建立了人体骨肌系统Arial群位形流形;其次,在广义Arial动力学体系下建立了人体骨肌系统的动力学模型;最后,研究了该动力学模型的计算方法。结果　给出了基于广义Arial及其群理论的人体骨肌系统动力学方程,并以一个举重动作为例进行了骨肌系统动力学算法分析。结论　所提出的人体骨肌系统动力学方程能够有效真实地对人体骨肌系统进行动力学描述,为人体骨肌系统动力学分析提供了一种新方法。     

非线性气道分级呼吸力学模型及健康成人自主呼吸模拟

现有的单腔室呼吸力学集中参数模型采用一个线性或非线性气阻元件描述整个气管-支气管树对气流的阻碍作用,忽略了各级气道具备不同的力学特性这一事实。因此,基于气管-支气管树的解剖结构及各级气道的力学特性,本文将人体呼吸道分为上气道、陷闭气道、小气道三部分,建立了多腔室、非线性气道分级的呼吸力学集中参数模型。该模型以呼吸肌为自主呼吸动力,模拟了健康成人的自主潮气呼吸过程。结果显示,本文所构建的自主呼吸模型的计算结果与人体呼吸生理过程较为吻合,并与已有文献的研究结果相似,提示本模型可用于呼吸系统病理生理研究。     

广东二型生物心瓣膜脉动流模拟试验及动力学性能评价

本文阐述了使用人工心脏脉动流模拟试验台对广东二型生物心瓣膜进行流体动力学性能测试的测试条件、测试项目及测试结果。并根据测试结果对广东二型生物心瓣膜的体外血流动力学特性作了初步评价。     

人体热能辐射测试仪HED─1型应用条件的实验研究

通过实验表明在临床应用数字式人体热能幅射测试仪时，应注意屏蔽掉环境热幅射的影响。在人体测量时取水平体位较垂直体位为佳。     

人体热能幅射测试仪HED—1型应用条件的实验研究

通过实验表明在临床应用数字式人体热能幅射测试仪时，应注意屏蔽掉环境热幅射的影响。在人体测量时取水平体位较垂直体位为佳。     

人体上呼吸道流体动力学研究进展

随着科学技术的迅猛发展以及大气环境的不断恶化,人体上呼吸道流体动力学的研究越来越受到人们的关注.归纳了人体上呼吸道中流体动力学研究方法,总结了国内外学者所构建的人体上呼吸道力学模型,分析了人体上呼吸道气流运动组织特性和颗粒输运沉积规律的研究现状,展望了人体上呼吸道流体动力学的发展趋势.     

用系统辨识研究人体落地冲击时身体组织的被动缓冲特性

目的探索利用系统辨识寻求人体落地冲击模型中力学元件参数的方法,并结合仿真分析验证其有效性和实用性。方法将人体简化为带有一个颤摆质量和一个刚性质量的—自由度集中参数物理模型,用状态空间法导出相应的数学模型,采用n4sid子空间系统辨识方法得到广义状态方程,进一步借助约束优化方法求解模型力学元件参数估值。结果参与缓冲的颤摆质量随落地高度的增加而增大,弹性、阻尼元件参数估值有一适宜的范围,仿真计算输出量与实际人体系统输出量有更好的拟合度。结论采用系统辨识方法可有效估算两质量-自由度系统模型中反映人体缓冲特性的力