运动生物力学的概念模板(10篇)

导言：作为写作爱好者，不可错过为您精心挑选的10篇运动生物力学的概念，它们将为您的写作提供全新的视角，我们衷心期待您的阅读，并希望这些内容能为您提供灵感和参考。

篇1

运动生物力学是研究体育运动技术力学规律的科学，它通过对学校体操各单项运动技术的生物力学分析，提出必要的理论数据，建立标准运动技术的模式，使教练员和运动员明确什么样的动作是正确的运动技术，什么样的动作是错误的运动技术。教练员明确了运动技术的原理，便可通过一定的手段对运动员进行技术诊断，找出技术改进措施，寻求最佳运动技术，以提高训练的科学性。体操技术动作常常是在反正常姿态下完成的，有较强的时空感，完成动作的时间短，学生学习有一定的难度。对体操动作进行正确的技术分析，能帮助教师更深入地理解教材，合理地安排教材内容和运用教学方法，帮助学生正确地理解动作，建立准确的动作概念，加速动作技能的形成，提高学生分析和解决问题的能力，为今后从事教学工作打下良好的基础。

根据运动学和动力学特征将体操动作分门别类，使教学安排科学化。人认知的迁移规律表明，学习者对一些新运动技能的掌握往往受到早先形成的运动技术定势的影响。这种影响表现为正、负两方面，正迁移能促进新技能的形成和发展，而负迁移干扰新技能的形成和发展。体操教师只有对技术动作力学分析，并归纳出各项体操动作力学特征的相同点和不同处，才能在教学中正确地运用迁移规律。笔者在体操教学中依据动作的力学特征，把教材分成几个板块进行教学。例如，技巧中的前滚翻、鱼跃前滚翻，纵箱中的前滚翻，双杠中的分腿坐前滚翻成分腿坐等等，均属前滚翻类动作，作为一个动作板块;双杠中的挂臂撑屈伸上和杠端跳起经屈体悬垂摆动屈伸上，单杠中的经直角悬垂摆动屈伸上，动作特征相同，也归为一个动作板块，等等。这样，按动作板块安排教学，教师运用同结构教学法，能起到学生学一个会一串的作用，学生会产生学了前一个动作对后一个动作有跃跃一试的念头和欲望，达到提高学生学习体操动作的兴趣和主动性。同时，由于动作结构相同，学生也容易建立动作的时空感，掌握正确的用力时机，大大地缩短了学习动作的时间。总之，对体操技术动作进行生物力学分析，掌握其力学特征，都可为体操教师选择教学方法、合理地安排教学内容提供科学的依据，有利于学生理解并掌握技术动作。

体操教师运用生物力学原理分析体操技术动作，能帮助学生区分正确动作与错误动作，明确动作完成程序，使动作规范化。在体操教学中，笔者常常发现学生自认为已掌握了动作，其实所完成的动作是错误的或已改变了动作性质。及时帮助学生分析错误动作的根源并纠正错误是掌握正确技术动作的关键。教师运用运动生物力学分析正确动作和错误动作的区别所在，能强化学生对正确动作的理解，明白动作为什么要这样做，从而及时纠正自己错误动作。例如，技巧项目的头手翻动作，人体重心位置的控制是决定该动作能否顺利完成和动作质量高低的关键所在。不少学生往往对此技术关键没引起充分的认识，因而练习过程不是重心没有移出便开始伸髋，就是重心前移过多而完成不了动作。教师对人体重心未移出、移出适中和移出过多等3种情况所产生的运动力学结果进行分析，学生明白了道理，练习中就会有意识地控制自身重心位置。同时根据自己完成的情况，判断自己错误动作所在，从而有效地纠正错误，建立正确的动作概念，并达到规范化。

提高学生保护与帮助的能力。教师对体操技术动作的生物力学分析，向学生讲明动作动力学和运动学特征，学生领会了该动作的力学原理，对动作有了正确的认识，在此基础上，再指导互相保护与帮助的方法，学生便很容易接受，就能对动作不同类型采用不同的方法，在最需要助力或阻力时给予施力;动作在何处最容易出危险，应站在何处进行保护与帮助。这样，通过一定时间的练习，学生就能较熟练地掌握保护与帮助的方法，从而有效地提高学生保护与帮助的能力;提高学生分析和解决问题的能力。教师在指导分析技术动作的基础上，选择一些较简单的动作让学生独立思考分析，掌握运用生物力学原理分析动作的方法，既学会了动作，又掌握了技术动作方法，从而达到提高分析问题、解决问题的能力。

总之，体操技术教学广泛地运用生物力学原理对技术动作进行分析，能加速学生对技术动作的理解，加速技术动作的完成，提高学生的能力，使教学科学化。

参考文献

［1］运动生物力学编写组.运动生物学［M］.人民体育出版社，1979.

［2］运动生物力学.高等教育出版社，2000.

篇2

关键词 动作技术原理 指导语 应用

一、前言

知识如何转化成生产力，是当前我们十分关注的话题，在体育训练中，即如何将体育科学知识应用于训练当中，使很多教练员都在探索的问题。对教练员的训练方法研究的很多，很少有文章对教练员的指导语作专门的研究，特别是将运动生物力学知识贯穿其中的研究少之又少。

本文首先提两个概念界定，第一研究的是新疆地区的教练员的指导语；第二动作技术原理是指完成某项动作技术的基本规律，它适用于任何人，不考虑运动员的性别、体型、运动素质的发展水平和心理因素等个体差异，是具有共性特点的一般规律。

教练员在训练中不能违背动作技术原理，研究各项动作技术确立，动作技术原理，建立动作技术模式来指导教学和训练，在体育教学中，讲清楚动作技术原理是非常重要的，要使学生懂得怎样做和为什么这样做，即不仅要知其然，还要知其所以然。对优秀运动员的动作技术进行生物力学研究，是以生物学和力学理论为基础，通过对高水平的运动实践的检验来总结先进的动作技术原理，建立运动技术模式。如何将动作技术原理转化为教练员简洁的指导语，使运动员在学习和训练中能清晰的明白教练员的意图，能迅速改进训练中出现的错误，值得我们研究。

二、研究对象与方法

新疆第十、十一届全运会的一线教练员和基层教师的指导语，参加运动会的运动员，田径运动中的一些动作技术原理。

（一）访谈法

（二）文献资料法

（三）举例法

三、研究结果与分析

（一）教练员指导语中运用生物力学知识的基本情况

笔者调查了乌鲁木齐市参加新疆第十、十一届全运会的教练员与运动员，就教练员的指导语与运动员是否理解教练员的指导语等问题作了专门调查，运动员结果如下：

表1 您的运动技能知识是从教练或教师指导语中得来的吗

由此表可见，运动员的运动技能知识主要从教练员与教师处获得，若教练员与教师对运动技能理解有误，则可能影响运动员的成绩。

表2 对不同等级的运动员对教练员指导语持疑问的调查结果

通过表2可以看出，运动员的级别高，对教练员指导语持疑问的比例越高。这是因为随着运动员的水平增加，对运动技能的理解加深，求知欲越旺，其主观能动性越大，越渴望了解运动技术原理。若这时教练员没有因势利导，则运动员疑问增加。

对教练员运用指导语作了调查如下：

表3 您在指导语中有意识的运用运动生物力学知识吗

通过对教练员的访谈以及他们对生物力学的知识的了解发现，教练员很少主动将生物力学知识结合指导语运用于训练实践中去，结果导致指导语含糊不清，目的性不强。调查运动员中发现，运动员对素质练习感觉教练员指导语的作用很大，在技术练习中对教练员的指导语理解不清，其实，这也反映出教练员运用生物力学知识到指导语中并不多，因为生物力学知识主要用于动作技术原理方面，教练员主要靠以往的经验在教运动员。

通过对教练员的访谈，发现很少有教练员参加过运动生物力学知识的培训，当然这也和我区这类培训次数少、科研单位的从业人数少有关，这应引起重视。

（二）教练员指导语中动作技术原理在指导语中的举例

1．在田径运动中的应用举例

田径运动中跳高是一项对技术要求较高的项目，作为一名教练员，首先要明白跳高的共同规律与原理，然后将其转化为自己的指导语。在起跳瞬间，运动员所受合力为：支撑力-重力=ma可见，支撑力若想变大，只有将a变大，而a是上臂和摆动腿与躯干的相对速度来衡量的，相对速度越快，a越大，因此，在起跳瞬间，指导语要强调上臂和摆动腿的快速上摆。运动力学中的相向运动原理告诉我们，物体在腾空状态下身体某部分的转动能引起身体另一部分向相反的方向转动，这样，在跳高过杆形成背弓阶段，给队员的指导语是努力仰头，这样，自然形成好的背弓。之后，指导语中要强调迅速将头抬起，小腿自然就会快速上摆，以便顺利过杆。

2．在体操中的应用举例

根据转动守恒定律和动量矩守恒定律可知，转动惯量小则转动速度快，而转动惯量和转动半径有关，转动半径小则转动惯量小。因此，在体操中的一些翻滚动作，如前滚翻、后滚翻、空翻等动作中，教练员给队员的指导语是团身要紧，目的是减小转动惯量，而不仅仅是强调速度。因为运动员自己也想提高速度，心里就会很着急，越是着急越做不好动作。因此，这时的指导语要起到点睛之笔，团身要紧队员可以通过自己身体感受。

3．在短跑中的应用举例

在短跑的加速跑阶段，教练员都在强调速度，我们知道，这一阶段，尽量要发挥地面支撑力的效用。因此，根据力的分解，要尽量的减小垂直方向上的力，增加水平方向的力。这一阶段给运动员的指导语是不要过早地将身体抬起。在平时训练中，仔细观察，若发现运动员上下肢折叠不充分，在指导语中要强调折叠充分。因为上下肢折叠充分，也相当于减小转动半径，从而减小转动惯量，达到增加转动速度的效果。

4．在体育常识中的应用举例

体育教师给学生解答疑问时，若在讲解中加入运动生物力学知识，便可做到有根有据，让学生不仅知其然，还可知其所以然。笔者用一例以飨读者，曾经遇到学生问为什么蹲式起跑比站立式起跑要好。在给学生讲解指导中运用生物力学知识，讲明在起跑瞬间，下肢给地面以作用力，地面反作用于下肢的力是推动人体向前跑的力，这个力可以分解为垂直方向的力和水平方向的力，蹬地角越小水平方向力越大，对速度贡献越大，而蹲踞式起跑正是蹬地角比站立式要小。

（三）教练员指导语的重要性

通过对运动员和学生的访谈发现，认为指导语对其作用很大的所占的百分比分别是：非常重要占12.3%；重要62.7%；一般14.7%；说不清11.3%。可见大多数运动员认为指导语重要，并认为指导语对主要对自己理解技术动作原理很重要，认为指导语对提高教学训练和比赛成绩很有用。通过对比不同水平运动员对指导语的理解水平，发现，运动水平越高的运动员理解指导语的能力越强，但也出现了有趣的现象，即疑问率很高，这从一个侧面反映出其教练没有将生物力学知识很好的运用到指导语中去，与前面的调查相吻合。

四、结论与建议

（一）新疆地区教练员在指导语中运用生物力学知识的不多。有两个方面的原因，一是教练员本身对生物力学知识掌握不足，第二是教练员没有意识到将生物力学知识用在指导语中去。解决这两方面不足的方法是：迅速补习生物力学知识，因为教练员本身有大量的实践经验，只是把这些经验不能很好的表达出来，通过学习，明白其中的动作技术原理，便能达到实践与理论的相互促进。

（二）生物力学知识若能与指导语结合，对训练能起到事半功倍的效果。因为其主要是讲解动作技术原理的一门学科，教练员掌握了运动技术原理，便可针对运动员在某一技术环节中的错误，专门进行指导，提高训练效率。结合的方法是通过学习，有意识的将生物力学知识贯穿于训练中去，通过实践检验理论，通过理论指导实践，互相促进。

（三）运动员普遍感觉教练员在指导语中加入生物力学知识，对自己训练帮助很大，其运动知识主要来源于教练员，教练员掌握科学训练知识队队员形成正确的技术动作至关重要。并且，教练员要利用运动员的求知欲，将正确的知识传授给他们，对培养运动员今后的体育兴趣及良好的体育观念有所帮助。

（四）新疆地区应多举行一些生物力学和训练相关的培训，采用请进来、送出去的方式。如邀请内地有经验的专家讲学，以及将本地相关人员送出去培训。

参考文献：

篇3

【关键词】 手法　力学　教学

手法是推拿和骨伤治疗疾病的主要手段，《推拿手法学》是针灸推拿专业和骨伤专业学生学习的主干课程和必修课程之一，学生对手法学习、理解和掌握程度的好坏，将直接对本学科的临床治疗效果产生决定性的影响，也将直接影响到学生整体专业素质的高低。因此，手法教学是推拿和骨伤人才培养的重要环节之一。长期以来，我们在手法的教学和临床带教过程中，深切地感到传统手法的教学模式只是一种纯粹“继承”式的学习，所培养的学生根本无法将手法医术发扬光大，换言之，传统手法的教学模式所培养的学生不具有创造性和创新性能力，打不开思路，找不到“将手法医术发扬光大”的方法，问题的根本不在于学生思维的愚笨，而是整个教学模式根本就没有培养学生创造性思维的环节，没有给学生必需的启发和提示。我们经过多年来的探索，发现在手法教学过程中全面引入现代物理学中的力学概念，将把手法的教学工作提升到一个新的层次。

1 传统手法教学存在的误区

在我国中医药院校的手法课教学里，内容上都是要求学生学习掌握一指禅推、按、揉、扌衮、扳、拔伸、推等教学计划所要求的传统经典手法，主要是掌握手法的术式结构和临床运用，熟悉这些基本手法所派生的其他手法，辅助学习端、提、接、劈等其他各家各派的手法，教学的方式也都是沿袭老师先讲授手法的动作要领、再进行示范动作表演、同学再在课堂上进行手法练习的教学模式，老师讲完、学生练完，手法也就学完了。这只是一种“就手法而学习手法”的传统“经验式”的手法教学模式，只是一种“动作模仿式”的学习，毫无创造性可言！如果不从根本上改变目前的这种教学状况，流传了几千年的祖国传统手法医学将永远停滞不前，一代复一代的继承，不会也不可能向前发展。虽然有部分老师在教学过程中也深感这种传统教学内容和教学模式的刻板、机械和陈腐，做出过各种努力试图去改变目前这种现状，比如把教学地点放在临床上或手法实验室里，或采用互动式的教学方法等，但其本质并未能跳出传统的教学方式，问题的关键在于教学观念没有质的改变，我们不能够只是教授给学生“经验式”的知识，不能够只是要求学生能够像“工匠”式的操作就行了，我们必须要求学生明白和理解手法的作用原理和作用效应，才能让学生对手法的学习提高到一个深的层次。

手法教学要突破几千年来的教学模式，使手法教学质量有一个质的飞跃，就必须从根本上跳出“就手法而学习手法”的传统“经验式”的手法教学模式，运用现代的思维方式来剖析其作用原理和生物力学效应，运用现代其他学科如物理学、生物力学和解剖学等学科的原理、方法和手段对古老的中医传统手法进行分析和研究，才能够让这门古老的祖国医术焕发出新的生命和活力，并与世界手法医学接轨。

2 对突破传统手法教学模式的思考

要使手法传统医术与现代科学完美结合，就必须在整个手法教学过程中寻找一个最佳切入点。根据近年来医学界对手法医学的最新研究成果，结合西方医学对手法的认识观念，我们认为手法的最大特点在于“手法作用于人体，以力为作用特征［1］”。因此，可以把“力”的概念作为运用现代科学思维方式研究手法医学的桥梁和纽带。力学，横跨于手法医学和现代科学之间，力学概念的全面引入，可能为我们研究手法医学开辟了一条光明之路。

推拿界有一句至理名言，曰“其疗法的独特性在世界医学中独树一帜［2］”，但多年来，我们对其“独树一帜”的理解好像紧紧停留在一种感觉和模糊的认识上，对其“独特之处”并没有十分明确和清醒的认识，几乎所有的手法医学工作者都明显感觉到了其治疗方式的与众不同之处，但都不能明确指出它为什么与众不同，其“独特之处”到底在哪儿？综观整个医学体系，不同学科治疗疾病的手段各不相同，内科医生用药，外科医生用刀，针灸医生用针，心理医生用语言，就是手法医学是以“力”为手段来治疗疾病的，手法的运用过程就是一个“力”的运用过程，手法的治疗原理其实就是力学效应。当然，这种效应不应该仅仅单纯地理解为现代物理学上的力学效应，它还应该包括生物力学效应。

力作用于人体可以产生各种反应或效应，这已是不争的事实，它包括血液循环的改变、各种神经反射的出现、肌肉的运动和变形、骨关节位移、胃肠道的蠕动、内分泌的平衡以及精神心理活动的改变等各个方面。现代力学研究对象是物体，将其研究方法运用于生物体研究，在某些环节可能有不尽合理之处，但这并不妨碍力学概念在手法教学时的引入，因为这毕竟是一条手法医学与现代科学接轨的必由之路，不足之处仅在于现代物理学的研究方法和手段不能够完全诠释手法医学的精妙之处，原因和错误不是现代物理学的笨拙和肤浅，而是各自的研究对象不同，人与物体毕竟是不可完全划等号的两件事物，人有精神和心理，而物体则没有［3］。

3 力在手法量效关系研究中的作用

手法的量效关系历来都是手法医学界争论的焦点话题，至今也没有一个统一的观点。手法量效关系的研究在相当长的一段时间内都将是手法医学界面临的重要课题之一，也是基本性问题，但具有相当的复杂性，因为至今仍有许多基本理论和技术上的问题亟待解决，要了解手法的量效关系，其难度可想而知。但手法的量效关系又是手法医学工作者不能回避的问题，手法医学要现代化，就必须认真对其加以分析和研究。量效关系的研究是现代科学的研究方法和思维方式，长期以来对手法量效关系的研究之所以没有取得实质性突破，其根本原因在于多年来我们没有找到一个好的研究手段来对手法医学进行研究。力学概念的引入，将为手法量效关系的研究提供很多有益的帮助和启示。

手法教学历来都十分注重和强调力、能和信息的渗透性，但多年来对其渗透性并没有明确的衡量标准，绝大多数时候都是依靠医生和病人的一种感觉，这不符合现代中医医学的发展趋势。自古以来，中医自外向内都有皮毛、络脉、筋肉、经脉、骨骼和脏腑之分，手法的作用效应到了人体的什么位置层次，应有一个明确的界限划分和衡量标准，只有如此，我们才有可能对手法的操作规程进行客观量化，是正确运用手法和产生疗效的关键所在。现代物理学中的力学正好可以完美地解决这些问题，不失为解决手法作用层次的突破口。

4 力学概念在教学中的运用

4.1 力学基本概念的学习 手法教学中力学概念的引入，首先应学习一些基本的物理学概念。这些概念包括刚体、力、力矩、张力、变形、平衡、位移、旋转、自由度、笛卡尔坐标系等，还应该介绍力学的一些基本要术，比如力的大小和方向、作用点、时间、长度等，与之相关的还有向量、质量、速度、加速度、频率和固有频率等等。这一章节的内容应在学习具体的手法之前作为基础知识进行学习，只有在掌握了这些基本的力学概念后，才有可能进一步学习生物力学的知识。课时数以两节课左右为宜，可以结合其他的物理学知识进行讲解，以加深学生对这些概念的理解。如果在教学计划中有安排手法的力学分析课，则需要在这一阶段增加学习力学分析图和力学计算公式的内容，为学生掌握手法的力学作用方式、有效力和无效力打下基础，可以使学生更好地掌握手法的动作要领和用力技巧。

生物力学是研究力或能量作用于生物体、生物材料或生物系统时力的运动和形式的一门科学。在物理学概念基础上，结合人体的生理解剖特点，学习一些生物力学的基本概念，比如动力型位移、静力型位移、张力型位移、生理性载荷、病理性载荷、功能性载荷、组织结构力学、剪切力、拉伸力和压缩力等等。而刚体生物力学主要分为静力学和动力学这两个部分，无论哪一个方面都是一门独立的学科，有各自独立的研究内容和评价标准体系。在生物力学中，移位、载荷、阻力和时间这四个要素相互关联、相互作用、相互影响，这四个概念均可以用现代物理学方法对其研究和分析，但学生要了解其中的一项内容，就必须了解其他三项内容，其关系密不可分。这一部分可以结合疾病和临床进行分析和讲解，将增加学生对这一部分知识内容的兴趣。在学习这些概念和关系的时候，最好是将其与人体的生理病理现象结合起来讲解，比如，可以将位移与骨关节、位移与脊柱、变形与肌肉组织等相结合，既可以增加学生学习的兴趣，也为临床课的学习打下基础。这一章节的内容也应在学习手法之前作为基础知识进行学习，其课时数可以考虑安排二至四节为宜。

4.2 运用力学知识对手法进行分析，促进手法教学质的飞跃 物理学概念和生物力学概念的学习，仅仅是为分析手法作用于人体所产生的生物力学效应奠定基础。在学习手法时，应重点讲解手法的生物力学效应、手法的作用原理和实质。例如，各种外力造成的骨关节脱位、半脱位和错位（错缝），肌肉组织形态的变形、神经传导的主阻滞、血液动力学的改变、内分泌平衡和胃肠道蠕动加强等方面。老师在讲解每一个手法时，都应该画出手法的力学分析图谱，对手法的有效力、无效力进行分析，通过力学分析来剖析手法的作用实质，加强有效力的运用，剔除手法中的无效力，并通过这一途径来帮助学生从现代科学的角度来认识中医古老的手法，认识手法的合理性和非合理性，从而更合理、更高效地运用手法来解决临床问题。

在手法教学中引入力学概念来对手法进行分析，并不是力学概念引入手法教学的终极目的。通过运用力学知识对手法进行分析，培养学生从力学角度来对古老手法进行改革，在此基础上培养学生手法的创新能力，创造出新的手法，结合临床培养学生手法的再组合能力，以及运用现代思维从不同角度对古老手法进行全新的认识和思考才是我们的终极目标，这将为培养高素质的手法医学人才打下坚实的基础，是培养创新型人才的关键环节和步骤，也为古老的手法医学走向世界并与现代医学接轨创造了有利条件。这一部分的知识内容应穿插在每一个具体的手法中进行讲解，对每一个手法都应进行生物力学效应、手法的作用原理和实质分析，这将实质性地提高学生对手法的认知和理解能力。掌握手法的操作方法是进一步学习手法的基础和前提，故这一部分的知识内容应在学生掌握手法操作的基础上进行学习。传统的手法教学内容是学习手法的概念、动作要领、注意事项、分类、功效及主治和临床运用等几个方面，根据以上分析，可以考虑增加手法的力学特性和生物力学效应这两方面的内容。

综上所述，我们对传统手法教学模式的认识是：老师是将几千年来积累下来的丰富经验知识原封不动的传授给学生，而学生则只能被动地“继承”前辈们的经验知识，在这种模式下培养出来的学生没有手法创新能力，很难打破常规去产生和创造出具有临床现实意义的新的手法，也不可能根据临床的实际情况去重新设计和组合手法。解决这个问题的关键在于将现代物理学的力学概念引入到手法教学中，只要合理恰当地安排和设计好教学内容，这将对手法医学的发展产生重大的影响。

参考文献

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[摘要] 三维有限元分析法是研究脊柱生物力学的重要手段之一。随着三维有限元分析软件技术的日趋成熟和对脊柱生物力学的认识不断加深，为相关学者对治疗脊柱相关疾病过程中的应力分析影响研究提供了有利条件，并日益受到医学界的重视。本文从有限元法概念及原理、构建脊柱有限元模型的作用、有限元在脊柱畸形研究中的应用及其医学应用前景等方面综述了近年来的一些研究进展。

[关键词] 有限元法；生物力学；脊柱

[中图分类号] R682.3 [文献标识码] A [文章编号] 1673-7210（2014）03（a）-0166-03

Finite element analysis of progress in application of ankylosing spondylitis kyphosis deformity

ZHU Lei1 HUO Hongjun2

1.Inner Mongolia Medical University， Inner Mongolia Autonomous Region， Hohhot 010110， China； 2.Department of Spinal Surgery， the Second Affiliated Hospital of Inner Mongolia Medical University， Inner Mongolia Autonomous Region， Huhhot 010059， China

[Abstract] The three-dimensional finite element method is one of the most important methods in the study of spine biomechanics. With the maturing application of the three-dimensional finite element analysis software and further studies on spine biomechanics， it is creating favorable conditions for scholars on stress analysis influence research in spine-related disease treatment， and it is increasingly regarded in medical field. This article shows the concept and principle of finite element method， function of construction of spinal finite element model， application of finite element method in spine deformity， potential medical applications and so on.

[Key words] Finite element method； Biomechanics； Spine

强直性脊柱炎后凸畸形是强直性脊柱炎并发脊柱畸形的晚期的常见表现，其在生活中主要表现在是使患者难以保持人体的重心，两眼看地，难以向前平视，给站立和行走造成了很大功能障碍，使患者的生活质量严重下降，而治疗这类患者的有效手段就是截骨矫形术[1]。有限元法的基本方法是把独立的集合体离散化，简单的说，就是把一个由无限个单元组成的连续体进行划分，使其成为有限的具有力学特性的简单单元，用简化后的已知单元来近似原有的连续体，然后进行解析。其过程有三个基本阶段：有限元模型的建立（即前处理）、有限元解算、结果处理和评定（即后处理）[2]。通过有这种方法能够进行数字重建并在该基础上进行手术过程的模拟，使术者对整个手术过程有更加全面的了解，对术可能出现的问题及应注意的事项作全面的分析，对手术的方案具有指导意义[3]。

1 有限元法概念及原理

建立一个等价的模型使其替换原有的真实结构，此模型是由无数个分散的单元（即有限元素）组成的连续体，且其中这些单元易用数学语言表达，按照一定规律保证其连续性，将它们还原成可以用线性代数描述的真实的连续结构，通过运算可以解析出所需物理量的方法即有限元法，又称为有限元素法（finite element method，FEM）。将单独的弹性体进行离散化，使其成为由有限个单元所构成的连续体，而连续合体内的各个单元只能够在有限个节点上进行交接，其中全部的节点仅具有有限个自由度，在此条件下进行解析成为可能，这就是有限元分析的方法。将微分方程的持续形式转换成数学方程组，是其在数学意义上的表达。而有限元法亦是凭借位移法的思考方式，以能量转换的原理为基础，利用矩阵代数形式进行表达的一种数值方法。有限元法对处理各种纷乱的边界条件和繁琐的几何形状非常有效，且可以有效的解决各类杂乱的材料及其属性。而如果利用计算机软件来模拟人体体内的一些情况，可以通过控制一些实验室的条件，例如有限单元、自由度等来完成。这种方法在骨科生物力学中开始逐渐应用起源于20世纪70年代，而直到20世纪90年代，随着电脑技术的不断发展升级，计算机图像处理技术和电脑软件的联系逐渐加深，从而才出现的数字医学有限元分析（DM-FEM）技术。现在有限元分析早已成为探索骨科生物力学秘密的常用方法了[4-5]。现行有限元分析的软件种类十分繁多，且基本上都是国际通用的，他们在汽车制造、模具的研发、医学等领域的有十分广泛的应用。ANSYS、MARCABAQUS、ABAQUS等各个有限元软件利弊，但它们的运算方法大多类似，基本一致。如今有限元分析早已成为独立的研究骨科生物力学的手段，且早已不是最初以观察和验证某些实验的结果为目的而应用的了。

2 有限元模型在骨科应用中的优劣分析

2.1 有限元模型的优势

首先通过有限元模型可以模拟许多实体的变化，例如强直性脊柱炎后凸畸形矫形术前与术后的对比，脊柱截骨术前后脊柱形状的改变等；其次是在生物力学方面的研究，例如椎骨与椎间盘之间的生物力学变化，对它们内在的张力和应力进行有限元分析，对于寻找出骨适应性变化的原因有重大帮助，并且这对进行实体模型的负载应力实验研究亦有重要意义，而在其他实验中无法做到这些；然后通过有限元模型可以对脊柱器械元件长短、厚度的设计、材料的选用进行分析，在新的脊柱器械仍在研发阶段时对其进行评估；再次有限元模型能对损伤及退变、结核等多种病变进行模拟；最后该模型可以模拟肌肉对脊柱力学的影响。所以这种方法在进行脊柱运动学、脊柱动力学和脊椎及椎间盘内部的生物力学变化等各种研究方面拥有很大优势。

2.2 有限元模型的局限性主要存在两个方面

第一方面，该模型的建立过分依赖标本的实验研究：首先，要建立有限元模型，需要与实验模型进行对比，而实验模型往往是从已经做过的或者文献中搜寻到的较为合适的，将两者的结果进行对比，它们的吻合度高表示该模型的有效性好，这是验证有限元模型的有效性的方法。但是建立的数学模型能够很好的表达实验结果，可当其单独的进行预测的时候，其作用有限；其次，有限元模型建立的完全取决于模型的构成，能否取得合理的数据，直接影响着模型建立的结果。而有限元模型的本身并不能直接得到数据，它取得数据的最主要渠道就是从实体标本模型中获得，例如各种骨和软组织的材料的特征数据，然而这些数据并不是完全正确的，这其中包含了许多原有的错误，且这些数据并不是都适用于数学模型，更重要的有些数据甚至根本无法取得，这是有限元模型不能够理想建立的重要原因。第二方面，有限元模型存在太多的简化和假设：首先，与实体的标本和活体的实验进行比较，数字模型的建立是由对其进行实验的人员进行自由地对其进行各种假想，选用不同的材料及属性，对实验进行相对理想的简化，更重要的是对各种繁杂成分的材料的生物力学特性作理想化的简化假设，这样能够使得模型的有效性更为重要也更加难以实现。其次，椎体的完整形态与其相邻的椎体的位置关系对预测脊柱椎体间的生物力学关系有很重大的意义，但这些数据都是在CT断层片中获取的，或是从实体标本中取得的相近值。要建立脊柱有限元模型中脊椎的几何形态，首先应将其进行简化，以相对简单的构件来进行相对真实的几何形状模拟，用这样的方式建立的几何形态并不准确。

3 有限元法在脊柱畸形研究中的应用

有限元模型的离散化是指将一个由无限个单元所组成的集合体划分成有限个的有力学特性的已知的简单单元，这是其基本原理，这也是一种全新的生物力学测试方法。利用此方法的有限元模型能够与先前的实体进行替换，按照先前实体的材料及其应该的加载的力学状态，按照其所需要的类型进行挑选，在各个单元之间通过节点进行相连，使力在节点之间传递。而用单元节点量通过选定的函数关系插值可以求得单元内部的待求量[6]。

为了对脊柱侧凸、后凸畸形矫形手术中，椎体在术前与术后中的的改变进行比较，应用数字成像技术，在脊柱畸形矫形手术中，定量分析矫形定位的椎体并对其旋转和形矫形进行量化对比，Dumas等[7]运用此方法来评估脊柱侧凸、后凸畸形的程度及观察手术效果，所以掌握脊柱相关病变的病理性变化对于确诊和制定手术方案具有重要的意义。

晚期强直性脊柱炎后凸畸形必须进行脊柱截骨矫形手术，这是治疗这类疾病的有效手段。生物力学（Biomechanics）是一种将力学原理应用在生物体生命活动规律的一门学科，它把各个单一的学科整合在一起，使其相互叠加、共同作用形成了一门的新的将力学应用于生物学的新学科[8-10]。由于不同类型柔韧性评估方法根据其力学原理的异同，在各类脊柱侧凸中，采用相同的力学加载，所得到的结果必然不同。这为在不同力学加载产生的脊柱侧凸的形状进行的柔韧性评估方法的问题探索给出了重要的根据[11]。利用生物力学的有限元方法，可以针对具体病例、具体矫形器械和矫形策略进行模拟，预测术后矫形结果，分析术中参数选择对结果的影响权重，进而指导手术规划。Lafage等[12]为了对CD系统的矫形策略进行探讨，建立了以具体病例为依据的梁单元模型，这不仅仅让人们对胸腰椎侧凸矫形的上下端椎位置改变对术后矫形结果的原因有了深入的了解，更重要的是其引入了侧凸脊柱的刚度变化这一重要概念。Rolmann等[13]在ABAQUS软件中建立了简化的胸腰椎侧凸有限元模型，以加载方式为变量，初步讨论了前路VDS系统的矫形策略。为了对支具、器械与生长调制等进行实验研究，是Aubin等[14]利用从CT断层片中取得的数据，建立起了人体胸腔和脊柱的数字模型，与实体标本中取得的数据进行比较，有较高的吻合度，从而建立起了相对完整的数字模型，并以该模型为基础模拟出相应的各种用具。而通过器械治疗胸腰椎侧凸过程，是Poulin等[15]用ADAMS软件模拟出的。模拟手术的重要目的之一是分析脊椎的安全性，Lafage等[12]依照真实的病例重建了数字模型，希望能表达出椎间软组织的弹性变形，为此还引入侧凸脊柱的刚度变化，但却将脊柱的骨性结构作为刚体来相近处理，所以根本不可能取得与脊柱生物力学相符的力学变化，这明显不能够实现。Rohlmann等[16]利用数字模型比较了前、后路内固定器械的稳定性差别，并建立了颇具代表性的腰椎模型。这些工作都还处于初级阶段，但是已经展示了有限元方法在手术规划领域的广阔应用前景。

4 三维有限元的应用前景

利用生物力学的有限元方法，可以针对具体病例、具体矫形器械和矫形策略进行模拟，预测术后矫形结果，分析术中参数选择对结果的影响权重，进而指导手术规划。有限元分析的结果取决于不同因素对其产生的影响，其中包括模型的建立，不同模型间形状和材料属性的异同，还有对其负荷加载的差异等等，但这种分析研究的方法对在脊柱生物力学方向上有着极其广泛而又深入的探索。

Rohlmann等[17]在ABAQUS软件中建立了简化的胸腰椎侧凸有限元模型，以加载方式为变量，初步讨论了前路VDS系统的矫形策略。脊柱力学特性研究的较为常用的方法是有限元法，从基本原理的角度看，其能够应用于任何的复杂结构，可在脊柱的力学特性方面，还有许多尚无法解释的难点，例如颈椎有限元模型的建立，就仍需要继续去验证。所以要用数字模型来模拟近乎真实的人体，还有很长的路要走。近年来由于计算机科技水平的持续提高，且对探索脊柱组织力学特性的需要逐渐深入，数字模型的建立将可以逐渐真实的对脊柱在各种状态下的生物力学变化进行模拟，这对临床病例上遇到的常见难题会有更加透彻的了解，从而可以给医生在生物力学方面提供更好的参考。有限元方法是脊柱生物力学研究的有效方法，由于电子科技水平的持续性提高，且在生物力学领域的的探索的逐渐深入，这不仅使有限元软件的技术水平得到了提高，还将对脊柱生物力学的探索引向更深入的层次。

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Research of experimental of medical's Finite Element Analysis（FEA） simulation

Niu Xiaodong， Lu Lirong

Shanxi Changzhi medical college， Changzhi， 046000， China

Abstract： It will solve many complex problems if apply FEA to medical research， and these problems are difficult to solve but need to be solved in the physics of medical applications. So that it can provides theoretical guidance and scientific foundation for medical research and clinical treatment. Have the experimental course of medical’s FEA simulation， medical colleges have a very important significance for student’s study， teacher’s teaching and research， cooperation of college and affiliated hospitals.

Key words： FEA； medical； experimental of simulation

有限元分析是一种广泛应用于工程科学技术的数学物理方法，用于模拟并解决各种工程力学、热学、电磁学等物理场问题。1956年Turner等人提出有限元（Finite Element，FE）的概念。有限元的核心思想是结构的离散化，就是将实际结构假想地离散为有限数目的规则单元组合体，实际结构的物理性能可以通过对离散体进行分析，得出满足工程精度的近似结果替代对实际结构的分析，这样可以解决很多实际工程需要解决而理论分析又无法解决的复杂问题。

随着计算机技术的普及和计算速度的不断提高，有限元分析在工程设计和分析中得到越来越广泛的重视，已经成为解决复杂工程分析计算问题的有效途径，现在从汽车到航天飞机大多数设计制造已离不开有限元分析计算，其在机械制造、材料加工、航空航天、汽车、土木建筑、电子电器、国防军工、生物医学研究等各个领域的广泛应用已使设计水平发生了质的飞跃。

1 医学有限元国内外研究现状分析

有限元方法最早应用于骨科研究，开始于脊柱生物力学[1]。几十年来其在解决生物力学问题上得到了广泛应用，尤其近年来，随着数字及计算机技术的不断进步，有限元法本身已不再是相对独立地研究生物力学性质，它越来越多地与各种动力学模型、参数优化选择、临床放射学与实物测量、有机化学、组织学与免疫组化等方法巧妙结合，使结果更加准确可靠，成为生物力学研究中的一种重要工具。有限元方法在医学上的研究主要包括以下四个方面。

1.1 有限元模型的建立

有限元模型的建立，直接影响有限元仿真实验结果的精度、计算机计算过程、计算时间的长短，且模型建立的优劣与建模人员的专业素质和有限元知识分不开。现有研究的模型包括：人眼[2]、牙齿及矫正器[3]、脊柱[4]、颅脑骨骼[5]、胃[6]等人体骨骼及器官的三维有限元模型。

1.2 力学实验仿真

A.Pandolfi，F.Manganiello对所建立的人眼角膜模型进行了力学分析[7]。Tammy L HD等对建立的胫股关节三维有限元模型分析了骨骼变形对关节面接触行为的影响以及约束关节运动对接触应力的影响等[8]。

脊柱生物力学仿真是有限元法在生物力学中研究最早、分析最多、临床上应用最广泛的领域。杜东鹏等则对腰椎间盘膨隆的力学机制与腰椎疲劳骨折分别进行了探讨[9]。

头颅及颞下关节也是有限元在生物力学中研究的重点。吕长生等对建立的足部骨组织模型进行有限元分析，为运动损伤或运动鞋的评价等提供了依据[10]。王芳等建立并验证中国人全颈椎有限元模型，用于挥鞭样损伤分析[11]。米那瓦尔・阿不都热依木采用有限元方法，对颌面外科手术术后的颜面软组织形态变化进行预测[12]。

1.3 医疗器械的力学性能评价及优化设计

牙科是有限元法在临床应用中的一大领域，相应的各种牙科固定器材得以研制开发，这些器材的力学性能又是研制过程中重点解决的问题。蔡玉惠等研究了RPA卡环在游离端义齿应用中支持组织的应力分布状况，对RPA卡环的临床应用具有力学上的指导作用[9]。

在内固定钢板方面，张美超等从临床应用出发，利用有限元法对颈前路蝶型钢板进行生物力学模拟分析，得到了与其一致的易断裂部位预测[9]。

在人工关节方面，Heegaard JH等建立了髌骨的计算模型，并且模拟了在人工膝关节中去掉股骨假体对髌骨活动的影响[13]。王永书等对患者胸腰椎爆裂性骨折节段（T12～L2）部位利用有限元进行手术模拟，均与标本模型及术后CT扫描基本相符[14]。

1.4 血流动力学CFD应用

Tarbell JM用FIDAP和Fluent软件进行了血管壁中组织液流动的数值研究[15]。乔爱科等利用有限元分析方法得出冠状动脉搭桥术中对称双路搭桥比单路搭桥具有更合理的血流动力学，可以避免动脉粥样硬化的危险性血流动力学因素，从而减少手术再狭窄的发生[16]。杨金有应用CFD计算流体力学软件进行人体主动脉内血流数值模拟分析，为阐明血管疾病的发病机理提供理论依据[17]。姚伟用计算流体力学软件Fluent计算人体小腿骨间膜组织间隙中蛋白质非均匀分布情况下组织液流动[18]。

2 医学有限元仿真实验方法

通过上述医学有限元研究可得医学仿真实验的方法主要分为四步：（1）通过螺旋CT技术，采集大量的样本图像。运用现有医用物理实验室计算机对样本图像进行建模处理，并进行相关的有限元分析。（2）通过查阅相关国内外资料，针对所需建立模型的生理、物理等参数特性，在几种常用图像处理软件（Mimcs，Proe等）中选取较为合理准确的有限元建模软件。（3）在常用有限元分析软件（ANSYS，Fluent等）中选取较为合理准确的软件对模型进行有限元分析。（4）将有限元分析结果与实际测量数据进行对比，分析有限元模型的准确性。

3 有限元法在医学研究中的优势

有限元法在医学研究中具有四个方面的突出优势：（1）可根据需要产生各种各样的标本，对模型进行实验条件仿真，模拟拉伸、弯曲、扭转等各种力学实验，可以在不同实验条件下模拟任意部位变形、应力/应变分布、内部能量变化、极限破坏分析等情况。（2）标本也可以进行修正以模拟任何病理状态。同一个标本在虚拟计算中可进行无数次加载或组合而不会被损坏。（3）其结果不受实验条件的影响，也排除了实验条件造成的误差，而且可以重复计算，节约成本。（4）利用有限元法进行的模拟实验具有实验时间短、费用少、可模拟复杂条件、力学性能测试全面及可重复性好等优点。

4 医学院校开展医学有限元仿真实验的意义

在医学院校开展医学有限元仿真实验，可以使学生将相关医学、物理、生物等课程的知识综合应用于仿真实验中，给生物医学工程专业学生的毕业设计提供更为广阔的范围，使研究具有更高的水平；激发学生的创新思维和热情，使学生在自主科研创新的基础上，设计相关仿真实验加以验证、研究。同时，开展仿真实验要求教师不仅需要对本专业知识做到“了如指掌”，而且需要教师具有仿真实验相关的医学、物理学、生物学等非本专业学科的专业知识，还要求教师必须掌握螺旋CT扫描技术，Mimics，ANSYS等建模、仿真软件的计算机应用技术。这些知识对于教师实验教学、科研水平的提高具有十分重要而深远的意义。在开展医学仿真实验的基础上，建设医学仿真实验室，不仅可以为学生提供毕业实习条件，加强实习基地建设，而且与医院相关科室进行合作，可以在生物力学基础上预测手术中、长期效果，对医生手术具有较为科学的指导，加强了学校与医院的合作。

5 结束语

建立医学有限元实验有两个关键的问题：（1）医用有限元模型快速准确的建立。模型的快速准确建立可以减少仿真实验所需时间、降低费用、增加仿真的准确性和可信性。（2）建立通用的有限元模型库，为进一步的实验教学和科研打下坚实的基础。因此需要在具体实验实践中逐步探索和积累。

将工程有限元分析同医学结合开设实验课，属于多学科之间的交叉领域，不仅可以提高学生对所学专业知识的综合运用能力，增强学生就业与学习深造的竞争力，而且可以加强多学科教师的教学和科研合作，提高教师的教学科研水平。同时提高相关实验室的利用率，为学生自主开展创新实验提供平台，加强学校和附属医院的教学科研合作，为医学院校提供更为广阔的教学和科学研究领域。

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推拿属于中医外治法的范畴，它是通过手法作用于机体以达到预防、治疗和保健功效的一门学科。推拿手法作为这一学科的核心内容，治疗疾病的基本手段，其优秀与否直接关系到临床治疗效果。因此，手法的理论研究和临床应用，也成为推拿学发展中的一个研究主体。基于此点，本文就手法柔和原则的生物力学基础作一探讨，不当之处望同道指正。

1　推拿手法的柔和原则在推拿学中的重要意义

1.1　历代医家对柔和的阐述推拿学的发展已有二千多年的历史，早在《内经》中就已经确立了按摩在中医治疗学中的地位，并且记载了按、摩、推、拿、揉、切、弹、踩跷8种手法。至明代，推拿手法更加丰富多彩，对小儿推拿手法也作出了详尽的阐述。前辈们不断研究和总结，发展至今，已有了二百多种手法记载，并且归纳了手法操作的基本要求--持久、有力、均匀、柔和、深透。这就指出，推拿手法绝不是简单的技术，它是一种高级的运动形态。正如《医宗金鉴・正骨心法要旨》云："法之所施，使患者不知疾苦也。"对手法操作提出了客观的要求。而长期以来，似乎形成了一种倾向，认为推拿治病靠的是力气，甚至认为力气越大越好，明代的张介宾就曾对此作出了严肃批评，他说："今见按摩之流，不知利害，专用刚强手法，极力困人，开人关节，走人元气，莫此为甚……，多见强者致弱，弱者不起，非惟不能去病，而适以增害……。"而近代推拿名家更是注重手法的柔刚有度。杜自明、刘寿山先生皆认为手法以柔和为贵，并提出了"筋喜柔，不喜刚"的观点，已故著名推拿学家朱春*=老先生也经常提出："手法以柔和为贵，要柔中透刚"，他认为：" 人虚证虚，用柔和手法处理不待言，人虚证实，也应以柔和的手法为主，即使人实证实，也不能多用刚强的手法取快一时，如果一味蛮用刚强的手法对付实证，反而会造成气动而成的病证，甚至无形中转为痼疾，实证变为虚证。"前辈们的这些精辟论述，无论在推拿的理论研究上，还是在推拿的临床应用中都成为后人立法之总纲。

1.2　柔和原则在推拿手法学中的具体应用柔和是指手法动作的稳柔灵活及力量的缓和，以使手法"轻而不浮，重而不滞"，在推拿手法学中，柔和原则对于归纳手法的性能分类，阐述手法技能的基本原则，概括手法操作的阶段和规程均有重要的指导意义。《类经》十二卷第八注云："形证有柔刚，脉象有柔刚，气味有柔刚，柔者属阴，刚者属阳，知柔刚之化者，知阴阳之妙用也，故必审而别之。"任何事物的内部都有柔刚相对属性的相互作用和发展变化，这对于归纳手法的性能类属有着具体的指导作用，曹锡珍先生就曾在《中医按摩学》一书中把古代按摩八法分为阴型柔术四法和阳型刚术四法，但推拿手法的分类不单据手法动作形态及接触面，手法作用力的性质的分解，而应在找出手法作用的共性基础上加以研究，这里不作一一阐述。《易经・上》云："柔刚相推，而生变化。"在推拿手法的具体操作中，同样也存在着柔刚的相互转变，而特别注重"柔和为贵"、"柔刚相济，柔中透刚"、"柔和当先，刚透其中"。这都是对手法力量调节的恰当概括，而"轻而不浮，重而不滞"更是阐明了单个手法具体操作时柔刚辨证运用。在使用柔和的手法时，并非用轻浮不实之力，即使施以刚强的手法，也绝非粗暴、死板之力。手法的运力应该是轻柔而扎实，刚强而灵巧。所以通俗言之，手法的柔和与否并非想当然的归纳为手法的用力大小，力量小的手法并非全是轻柔的手法，而力量大的手法也并非全是刚强、粗暴的手法，关键在于手法应用时的柔刚变化，即"柔中透刚，刚法柔使"。推拿科手法操作过程是手法基本技能的临床应用，也是手法柔刚交替、结合、转化和演变过程，在长期临床手法应用中，由于因人、因病、因部位及流派手法的不同而复杂多端，但仍有其一定的规律性，即"柔-刚-柔"三个阶段的操作规范，在手法操作的开始运用轻柔的手法，使患者之肌肤尽快适应手法的良性刺激，进而用较大刺激的手法，避免或减轻手法操作过程中产生的痛楚反应，给患者以舒适的感受，充分发挥手法的治疗效果。

2　推拿手法柔和性的生物力学机制

2.1　关于"柔和"的现代物理学概念《辞海》上曰："柔者，柔软，软弱；和者，和顺之意。"在现代物理学概念中，"柔和"可理解为"弹性模量"，它是指材料和物体在外力作用下产生变形的能力，若除去外力后，变形亦随即消失，恢复原有的形状和尺寸"(《辞海・物理学分册》)。变形的能力越大，柔性也越高，反之则相反。物体在受到的力的作用后，在物体的内部也产生了相应的内力，物理学上把这种物体内部单位面积上产生的力称为应力。手法的柔和性正与这种应力有关，因为手法归根到底是以力的形式作用于机体，在机体内部产生相应的内力，即应力。应力的分布以及应力的速度变化快慢，直接影响手法的柔和性。当然，手法的柔和性还与手法力的大小有关，下文中我们具体探讨。

2.2　柔和性与弹性变形机体在遭受暴力和扭转力的作用，或者由于长期积累性的劳损而导致了软组织的损伤，软组织是由胶原组织(包括胶原纤维、弹性纤维和网状纤维)构成的高粘弹性体，它们能抵抗变形，亦能产生形变。软组织在损伤性外力的作用下，必定要发生形变，其内部亦相应的产生弹力，这是软组织形变所产生的一种反抗力，软组织产生形变后，由于机械力的作用，必然会导致组织液的渗出，继而粘连，产生无菌性炎症，笔者认为，这就是损伤的生物力学机制，而推拿手法的治疗正是恢复这种形变，也即消除无菌性炎症。软组织遭受不同程度的损伤性外力作用，而产生不同程度的形变，软组织内部也相应具备了方向与恢复软组织原状趋向一致的弹力，手法操作的力的大小正与这种弹力的大小有关。临床上，我们会观察到一些损伤轻微的病例，不经过任何的手法处理，或者经过1～2次的治疗，就能痊愈，正是因为这种弹力的自行恢复趋势。所以手法的柔和并不取决于刺激量的大小，前文中我们已经提出，轻浮无力并不是柔和，而刺激量大的手法也并非全是粗暴的手法，它是以获取疗效为前提的据症而施法。上述我们只从力量的大小论述手法的柔和性原则，手法作用于机体后，患者必然会产生酸、胀、麻、痛等反应，但手法的柔和原则要求手法"轻而不浮，重而不滞"，在手法取得临床疗效的前提下既能达到恢复形变所需的作用力，又能尽量减少病人的痛楚，同样力量的手法施于机体到底怎么样才能使患者更舒适呢?我们从生物力学的角度来分析其机理：

2.2.1　应力的均匀分布：　在日常生活中，也许我们都有这样一种体验；当我们长时间坐在硬板凳上时，臀部会产生酸胀感，而坐在沙发上时则这种感觉相应会减轻，这是因为当人坐在板凳上时臀部与板凳只是左右坐骨结节为支点接触，而人坐在沙发上时则会大大的增加接触面积，使重力作用所产生的内应力均匀的分布，故而会减少痛楚。同样，手法的作用也一样，我们以滚法为例，当我们以指掌关节为支点进行滚动时，病人就会酸楚，甚至会产生疼痛，这是因为这种方法操作时，医者的手与患者接触的面积小，应力集中于某一点(或某一条线)上，这样如果手法刺激量大，其相应的应力会更大，但人体各部分组织的塑变性是有一定限度的，所以应力再大，它使局部组织产生的形变也是有一定限度的，相反只会损伤局部组织，并且由于应力过大，患者会产生保护性的肌肉痉挛，更不利于手法的深透、形变的恢复。而当我们以小指指间关节为支点，进行腕关节的屈曲和前臂旋转运动时，并用紧滚慢移，相应的会增加手法的接触面积，而减少应力大小，并且使应力在患部均匀的分布，这样不仅有利于患部形变的恢复，还会使患者有舒适感。

2.2.2　应力的变化速度快慢：我们知道，手法操作时，任何顶压和跳动的动作都是错误的操作方法，患者也会产生生硬、不适宜的感觉，其自然称不上为手法，更谈不上柔和。为什么顶压和跳动的手法会使患者产生不舒适的感觉呢?我们可以从应力的变化快慢来考虑，我们知道，软组织的强度随着载荷变化的速率增快而增强(这与骨组织相同)，当手法作用时，如应力(即载荷)变化的速度快，则软组织会产生较强的强度，这样容易使局部的软组织紧张、痉挛，不利于形变的恢复，顶压和跳动的动作都会使应力的变化速度加快，必定会产生上述情况。事实上，在临床上我们也会常常发现用这种手法或用大刺激量但作用周期短的手法，患者会有疼痛的感觉，且有保护性痉挛出现，但是应力的变化速度也是相对的，它是相对于某一种手法的频率而言，在这里我们不再阐述。

3　小结推拿手法是推拿治病的关键之一，中医推拿历来重视手法在治疗中的作用。《内经》曾云："手毒者，可使试按龟于器下，而按其上，五十日死。手甘者，复生如故也。"在二千多年中医推拿的发展史中，古代医家早就认识到推拿手法的二重性--柔和性和深透性，提出了推拿手法的五个基本要求。手法的柔和性原则在推拿手法学中具有重要的地位，它对于指导手法学的理论研究和临床应用上都有重要的指导作用，对于归纳手法的性能属性，阐述手法技能的基本准则，概括手法操作的阶段和规程均有具体的指导作用。运用生物力学的理论研究手法，早在五十年代就有人对此作了大量的工作，并且对一些经典的手法作了专题研究，但是还少有对于手法普遍性原则的研究报道，本文从这个角度探讨了柔和性原则的内在机制。我认为：手法的柔和性与软组织的形变有密切的关系，它取决于手法的应力分布均匀性及应力变化的速度快慢。当然，本文只能运用生物力学的一些基本的原理和概念，但是运用生物力学的原理研究推拿手法及具推拿作用的基本原理等方面，以指导推拿学的发展，将存在着美好的前景。例如本文关于柔和与弹性形变，能否客观化地表述损伤后的形变程度及状况，以便更省力而又能提高手法运用的疗效，这些都将需作进一步的研究。本文也是以此点出发，旨在使更多的推拿医生从多种途径研究、探讨手法，使推拿学的研究出现新的局面。

参 考 文 献

［1］　VICOR H.FRANKEL，等主编.黄庆森等译.骨骼系统基本生物力学.天津：科技出版社.

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一、力量的概念

力量素质是指人体神经肌肉系统在工作时克服或对抗阻力的能力，是肌肉紧张或收缩时表现出来的一种能力。随着体育运动科学的不断发展进步，人们愈发认识到改善神经---肌肉系统的功能，增强肌肉收缩时产生的力量是提高运动成绩最直接和有效的途径，因此，几乎所有的竞技体育项目，无论是以力量为依托的体能类项目，还是以技术和灵巧为主的非体能类项目，以及那些以技、战术配合为特点的集体项目的教练员，均加大了对力量训练的重视程度。

二、力量素质的分类

力量素质的分类，根据不同的角度与标准，可以分为多种类型。依力量素质与运动专项的关系，力量素质可分为一般力量与专项力量。依据力量素质与运动员体重，可分为绝对力量和相对力量，依据完成不同体育活动所需力量素质的不同特点，可分为最大力量、快速力量和力量耐力等。

三、力量训练的方法

力量训练的方法，就是指为了提高肌肉工作的能力，而对人体的运动系统所实施的一系列的专门性生物改造的方法和手段。从众多的研究中来看，在力量训练方法的概念上是基本趋于一致的。

1.静力性力量练习方法。当身体在固定情况下，许多肌肉在一定时间内，为了试图克服相当大的阻力，表现出高度的肌紧张，而在用力过程中，肌纤维没有缩短，肌肉在这种情况下进行收缩，称之为等长收缩、也称“静力性工作”，采用这种方法来发展肌肉力量，即成为静力性训练法。

2.动力性力量练习方法。所谓动力性力量训练方法，就是指在力量训练时，肌肉经常改变拉力的强度和方向，同时改变着骨杠杆的位置，从而完成机械动作。在动力性的力量过程中，肌肉的长度因其收缩而发生变化，当肌肉克服阻力时，身体朝肌肉收缩的方向移动，肌肉做向心收缩运动。动力性力量训练方法能有效地发展动力性的力量。能更好的发展神经、肌肉间的协调关系。可以有效的改变原动肌、协同肌和对抗肌之间的协调性。同时这种训练方法有利于提高肌肉的收缩速度，训练中能使训练部位的肌肉工作达到最大幅度。动力性训练方法最突出的一个优点是可根据不同专项的需要，采用不同结构的负荷去发展不同性质的力量，更利于对力量训练的专项化控制。

四、力量训练的注意事项

力量素质训练不仅应该注意运动训练学中一般的训练原则，也应格外注意力量训练中，运动生理学，运动生物力学等相关的科学原则。注意大小肌群的协调发展，主动肌与被动肌的协调发展等。

1.注意针对项目需求。要注意发展对本项目最有影响的肌群力量，这要求对具体得项目和动作进行分析，即项目需要什么样的力量，就着重发展什么样的力量。专项力量练习时，原动肌的定点和动点只有与专项一致，训练获得的力量在专项动作中才能发挥效力。

2.注意针对个体需求。要注意根据每个运动员的特点，有针对性地发展其弱肌群，即对于这个项目而言，该运动员缺少哪个肌群的力量，就注意发展什么肌群的力量；缺少什么类型的力量，就注意发展什么类型的力量。

3.教练员应对本项目进行认真的分析，即注意分析哪些动作动员哪些肌群，以及这些肌群的发力特点、发力方向、动作类型等，然后在实际进行力量练习时，注意按照这些特点进行训练。同时，直接完成运动的肌肉群协调发展，肌肉发力的条件要一致。

4.注意一般力量与专项力量的衔接。专项力量训练不能“单打一”的训练。还要注意薄弱的肌肉群力量的发展，应在一般力量训练的基础上协调发展专项所需力量，避免造成局部运动量过大，引起肌肉损伤。

5.注意循序渐进，力量的发展是一个长期、缓慢的过程，千万不可急于求成。按照力量发展的规律，缓慢增长的力量，将来到达的最大力量水平较高，而且保持的时间也较长。

6.注意处理好负荷与恢复的关系。在一个训练阶段中，负荷安排应大中小结合。在每组重复练习中，注意组间的休息。力量训练后，要特别注意使肌肉放松。

五、结论与建议

结论：竞技体育的目标是提高运动员的竞技能力，获取比赛优胜，提高运动员的力量素质，可以有效地提升运动员竞技能力，提高竞技水平，获得比赛优胜。因此，力量训练是实现竞技目标必要而高效的途径。进行科学的力量训练，要充分了解运动训练学、运动生理学和运动生物力学的相关科学知识，采用与本专项需求相符合的训练方法。力量训练的方法是实现力量训练目标的载体，围绕“专项力量”的力量训练核心，贯彻运动训练学的基本原则，采用科学合理的负荷和方式，提升运动员力量素质水平，进而配合技术、战术和其他体能因素，提高整体的竞技水平，创造更加优异的比赛运动成绩。

建议：科学的力量训练，应遵循运动训练学的一般原则，符合人体生理学和生物力学的构造原理。紧密结合专项特点，采用科学和适宜的训练方法，采用合理的负荷强度，循序渐进，提升运动员的力量素质能力。

参考文献：

[1]陈小平，黎涌明.核心稳定力量的训练[J].体育科学，

2007，（9）：99.

[2]于红妍，李敬勇，张春合，等.运动员体能训练的新思路-

核心稳定性训练[J].天津体育学院学报，2008，（2）：

篇8

人出生后大约12―15个月就开始独立行走。此后一生中，步行成为人体活动最基本的方式之一，人的步行姿态在一定程度上是与人体所处生物学因素及环境因素相互作用的体现。步态分析是对人体步行从运动学、动力学、肌肉工作特征及其运动控制等方面，进行系统的分析研究。研究者们通过对步行姿态（步态）的研究，对人的行走功能进行评定、对疾病的恢复效果进行评价、对不正常步态进行矫正、对行走辅助功能提供参考。步态研究已经成为生物力学及医学界的一个重要课题，国内外学者们对此做了广泛而深入的研究。本文通过对步态研究的方法、研究进展等方面作综述，希望为以后步态问题的深入研究提供参考。

1.步态研究的方法的发展

随着人类科技的进步，步态研究的方法在不断更新。从原始的肉眼观察、简单工具测量到应用数码摄像技术、计算机模拟，到目前最为先进的步态系统研究方法。方法的更新和进步使步态研究更加准确和丰富，为人类的健康作出了巨大的贡献。

1.1肉眼观察法

19世纪德国生理学家webers兄弟首先发表了对人体的基本位移形式―步行的研究。由于受到当时条件的限制，他们采用了观察法，通过素描及绘画的方法对步态进行了描述［1］。这也是较早对人体步态的研究之一。很显然，这种方法的精确性差，而且仅能够粗略地描述人体的步态。所以，这种方法随着时代的发展已经不再为人们所采用。但是，他们的研究方法引发了人们对步态研究的无穷探索。

1.2走纸法［2］

走纸法是一种较为古老的步态研究方法。它是通过对测试者所走过的足迹进行测量，借助简单的工具进行步态分析的方法。这种研究法所能得到的参数很少，而且测试的工作量较大，且因为测量工具问题误差较大。至今，这种方法逐渐被淘汰。从研究方法学来说，这种方法是人类利用测量工具研究步态的开始。

1.3摄影摄像法

随着科学技术的发展，人们开始利用性能较高的摄影摄像技术分析人体步态。使用两到三台互相垂直的摄像机对人体正常步行进行拍摄。然后利用计算机分析系统对步态参数进行测定。这种方法的精确度较高，参数分析的范围比以往任何方法都要大。通过这种方法，我们可以得到步态的时间、空间、时间―空间参数，包括人体步行时的重心曲线，肢体各关节的运动曲线等。通过这些数据，我们可以对人体步行的稳定性、协调性、节奏性、对称性进行评价，从而为疾病恢复、步态矫正、假肢研制等提供重要的参考。这种方法的缺点是反馈速度慢，以及对一些力学参数的测定无能为力等。所以目前研究者主要用摄影摄像法与三维测力台配合使用，使研究更加全面，更加有说服力。

1.4三维测力台法

这种方法是让测试者在测力台上按测试要求正常步行，测力台的内部的电阻受压后，应变片因拉伸或压缩而产生电阻的电信号变化，通过放大后进入连接的计算机处理［3］。通过这种方法，我们可以获得步态的力学参数，如足底压力分布、空间各方向的分力、与地面的支撑反作用力等。通过这些参数，我们可以对行走的稳定性、对称性等进行评价。目前这一技术已经比较成熟，典型的有kistler测力台和AMFI测力台。测力台所得力学参数与数码影像分析所得的时空参数相结合，综合人体相关生理知识，我们已经能够对步态进行较为精确的描述。

1.5步态分析系统法

它由计算机、测力板和测角仪组成，利用随身携带的单片机，记录由测角仪测得的关节角度信号，并由与测力板以及安装在步行道上的压力开关相连的光电装置，控制单片机和测力板的同步周期采样，测试完毕后，用串行通讯方法将单片机的采样信号输入计算机处理，而整个步行采用无电线连接测试，并针对以往简易步态测试装置不能确定人置的不足，建立了能确定着地足位置的积分方程，再利用测角仪测得的关节角度信号和用多刚体力学建立的人体步行运动学、动力学程序，使得它像各种先进的红外步态分析系统一样，计算出步行的各种能量变化、人体行走位置、关节受力和肌肉力矩等。我国也开展了各种简易步态分析系统的研究，较有代表性的工作有：微机化步态分析系统［4］和靴式步态分析系统［5］。

2.步态研究的进展及对人类健康所作的贡献

2.1对不正常步态的研究及对人类健康的贡献

所谓不正常步，即步态特征的变化超出正常范围。whittle（1996）列出四点被视为不能正常行走的特点，一是两腿不能交替支持人体重量，二是在单腿支撑时不能静力性或动力性保持平衡，三是摆动腿不能前摆到一位置上从而变为支撑的作用，四是力量不足以令下肢移动的同时带动上肢。异常步态有时很明显仅凭肉眼观察就可看出，而有时必须通过实验仪器才可以得出步态异常。

近年来，以步态分析的方法来评估及治疗肌肉骨骼和神经方面的研究发展迅速，并由此进一步推动了对不正常步态的深入研究。这方面的研究很多，如刘永斌［6］等人对三截一瘫残疾者进行步态测试，以反映人体行走姿态变化时间历程的周期、时相及反映支撑反力的三维离曲线为基础，用特征函数的基本概念进行归类组合，提出5个相应的经验公式，以此对三截一瘫患者的行走功能进行评定。Rozendal［7］等通过三维步态分析系统提供三维平面的地面与反力的向量图，绘出偏瘫病人足―地接触力的向量环，可以发现健侧和患侧下肢的力量环和形态明显不同，借此可客观评定步态异常机理。Granataetal.（2000）［8］通过步态分析，研究延长肌腱的治疗方法对儿童脑瘫病人的影响，等等。除此以外，临床步态实验室也在不断增加。对于不正常步态的研究，可以帮助早期偏瘫、脑瘫等功能性疾病的诊断，还可以通过矫正促进疾病的恢复。医学界正在越来越多地应用步态研究成果为人类健康服务。

2.2对正常步态的研究及应用

一个正常的步态周期，通常由脚跟着地开始，至同侧脚跟再次着地为止，包括支撑和摆动阶段［9］。对正常步态的研究主要是从步态的时间、空间、时―空、力学等参数入手研究各年龄段、各类不同职业的群体、不同形体特征的步态差异，对人类的步行规律及相关影响因素进行探讨。

国内外研究主要集中于老年人、儿童等特殊人群的步态。而对于成年人特别是与步态与运动能力的关系的研究较少。如Hills and parker（1991）［10］研究表明身高与步幅显著相关。Mann and hagg（1980）研究表明，正常儿童以自然步速行走，支撑时间是整个步行周期的62%，且支撑时间似乎并不随年龄而变化。只有在步行节奏改变时，如跑或快速步行时变化才比较明显，其他学者的研究也支持了这一点。另外，granata，abel，anddamiano（2000）［11］对下肢关节角度和关节角速度的变化做了研究，指出步行时关节角度的大小是与肌肉的活动和发力是相关的。北京体育大学赵芳、周兴龙等（1996）［12］分析139名普通中老年人在正常步行下的步态，其目的是研究从中年到老年这一衰老过程步态指标的变化，希望能将步态指标作为中老年人体质衰老的评价标准。另外，一些学者对肥胖儿童、长期负重、高跟鞋等对步态的影响也做了一些研究。这些研究对于人体步态矫形，塑造人的形体美，以及利用人体步态参数为肢体残疾者制作合适的假肢，促进青少年形体的健康发展等起到了巨大的作用。不足的是对健康成年人步态与身体功能、步态与人体运动功能关系的研究还较少，相信随着研究手段的日益完善，这方面会取得较大的进步。

3.讨论

3.1随着科学技术的发展，对步态研究的方法也日益完善。从原始的观察法、走纸法等发展到准确全面的影像技术、测力台技术和步态测试系统。国内外很多学者仍然在努力尝试研究更为科学的研究方法，并且陆续有报导。另外，因应医学上对病态步态分析应用的要求，临床步态实验室不断增加，并且朝向实用性、准确性、系统性、低成本方向发展。

3.2随着研究方法的不断进步，步态研究也在不断深入，通过对正常步态从时间、空间、时间―空间、力学等参数的测定，对人体正常行走的规律及不同人群的步态特征的研究也取得了很大的成功。对一些特殊形体如肥胖、长期负重及等人群的步态也开始研究。这些研究对评价人体行走功能、矫正不正常步态等提供了科学的依据。病态步态方面的研究如“三截一瘫”者步态，为科学诊断及恢复治疗、恢复评定提供了重要参考。不足的是，对步态与运动功能的关系，健康成年人步态与身体功能的关系等的研究还较少，希望这方面能够引起研究者的重视。

参考文献：

［1］郑秀瑗等.现代运动生物力学.国防工业出版社，2002：404-405.

［2］陆明钢等.步态参数的测定.上海大学学报（自然科学版），1998，4：87-91.

［3］张潇等.运用三维测力台系统对正常人步态的分析.医用生物力学，1996.，4：211-215.

［4］徐乃明等.微机化步态分析系统的研制.中国生物医学工程学报，1990，9，（1）：13-207.

［5］门洪学等.靴式步态分析系统的研制与应用.等.中国生物医学工程学报，1991，10，（3）：142-148.

［6］刘永斌等.行走功能定量评定方法研究.中国康复理论与实践，1996，4，154.

［7］Rozendal RH，et al.Arch Phys Med Rehabil，1987，68：763.

［8］Granata，K.p.，Abel，M.F，Damiano，DL.Joint angular velocity in spastic gait and the influence of muscle-tendon lengthening.Journal of Bone and Joint Surgery，2000，82，（2）.174-186.

［9］吴剑，等.人体行走时步态的生物力学研究进展.中国运动医学杂志2002，3：305-309.

篇9

1资料与方法

1.1一般资料①根据国人解剖学数值选取一个有代表性的健康成年男性志愿者，35岁,身高175cm，体重73kg；②General Electrics 64层螺旋CT机；③计算机工作站；④图像处理软件Mimics10.0(Materialise's interactive medicalimage control system 10.0)；⑤有限元分析软件MSC.PATRAN 2005、ABAQUS。

1.2方法与步骤

1.2.1建立T12-L4椎体三维模型包括螺旋CT扫描、CT图像处理及保存和胸腰段三维图像的重建。正常脊柱胸腰段三维有限元模型已经建立起来。完整的脊柱胸腰段三维有限元模型包括共424244个四面体单元，6212个六面体单元，658个杆单元，总计共95191个结点。

1.2.2椎板切除及回植钛板固定的几何模型和有限元模型的建立在正常椎体模型的基础上模拟临床手术情况，分别建立L1-L2-L3椎板切除和回植钛板固定的椎体实体模型，并在此基础上建立有限元模型.

1.2.3赋予各结构材料学参数：其中各部位的弹性模量及泊松比选择文献公认的资料。

1.2.4模型的约束和加载计算采取固定L4腰椎底面所有结点平移自由度，终板和椎体骨之间采用tie约束，保证椎体骨和终板不分离，椎体骨的力通过终板和椎间盘传递，在T12胸椎上表面施加均匀分布的垂直向下的人体上身重力，约260N，模拟人体中立位时的工况，并在中立位的基础上，施加10Nm的力矩，模拟椎体前屈、后伸、左弯、右旋运动，分析胸腰段椎骨骼的位移和应力传导情况。

2结果

本文根据有限元计算结果首先提取了正常、L1-L2-L3椎板切除、椎板回植钛板固定术后的胸腰段中立位、前屈、后伸、左弯、右旋的位移数据，作为术后椎体稳定性的对比分析，位移越小，表明术后椎体的刚度越大。另外对于各种固定器械及椎体的受力分布及最大应力同样做对比分析，比较各种固定方式的应力传导和应力遮挡情况，为临床手术固定后效果的评定提供参考。

2.1椎体的位移分析不同固定方式的椎移分布见图1，图中椎体的颜色对用图左上侧的数值，颜色越偏向红色一方，说明此处位移越大，相反，椎体颜色越偏向蓝色一侧，说明此处位移越小。各种固定方式的最大位移值见表1。

2.2统计分析方法获取位移图中位移较大区域即红色区域中的10个单元的位移值，求其平均值，从结果可知，椎板切除后的椎体整体刚度最小，正常椎体的刚度最大，椎体回植后刚度处于他们之间，其中椎板切除后对于前屈、后伸以及旋转动作的影响较大。

2.3应力分析 对椎板切除及回植固定后的椎体进行分析见图2，图3，图中椎体的颜色对用图左上侧的数值，颜色越偏向红色一方，说明此处应力值越大，相反，椎体颜色越偏向蓝色一侧，说明此处应力越小。

对椎体和钛板的应力进行分析，因椎体骨偏脆性材料，故采用工程常用的最大主应力进行分析，而钛板为韧性材料，故采用Mises应力进行分析。从结果中可知，回植后椎体应力增加，而钛板偏关节突关节处的部分比偏椎板的部分应力要大。

3讨论

椎管内肿瘤约占神经系统肿瘤的10%~15%。脊柱脊髓外科手术治疗不仅仅需要完整切除肿瘤，还要恢复脊柱的稳定性。为了充分暴露并达到肿瘤的完整切除，手术通常需要切除全椎板，切除韧带，棘上韧带及棘间韧带，咬除两侧的椎板，有时还需要咬除部分关节突关节，因此传统脊髓肿瘤切除后，必然留下较大的骨性结构的缺损。

由于腰椎在三维空间活动中，会产生相应节段的应变，位移，转角或扭角。如果后部结构破坏较多，势必导致相应节段力学指标的变化，增大了腰椎移位，使脊柱处于失稳状态。由于腰椎后部结构的切除，使得腰椎前部结构只能绕髓核而运动，就象球轴承关节一样发生随意的倾斜，扭转，椎体平滑剪切等，更进一步造成腰椎的不稳定，引发腰椎滑脱。因此大量破坏脊柱的后路结构，将导致脊柱出现过度或异常运动，术后脊柱稳定性将明显下降。

但就临床而言，行椎板切除是从后方显露硬膜囊，切除椎管内肿瘤的必要条件。有报道椎板切除后脊柱不稳定的发生率成人20%，儿童更是高达45%。手术后远期的“鹅颈畸形”，腰椎滑脱等更将导致脊髓神经的功能障碍。因此如何保持脊柱生物力学的稳定性，已经成为神经外科和骨科医生关注的焦点。

有些学者考虑通过坚强的后路内固定，甚至前后联合固定达到稳定脊柱，保护神经的目的。但是内固定后固定节段活动度下降，脊柱退变增加，后期并发症也较多。因此为了即维持脊柱的稳定性，又保证脊柱的正常活动度，根据Denis的脊柱三柱理论概念，目前国内外均主张在切除肿瘤的同时，必须还纳取下的椎板并进行恰当的植骨内固定。

McCormick PC等研究认为颈椎椎板切除术后椎板复位，用钛板钛钉固定的椎板成形术能有效增强脊柱的稳定性。由于关节、韧带能很好的保留，椎板又复位，所以脊柱的稳定性得到维持，对后期脊柱的稳定性和脊柱功能保留较好。因此在颈椎椎管成形的手术中，国内外研究者较多采用钛板钛钉固定的椎板成形术，而且术后效果满意。

对于腰椎椎管内肿瘤国内外多采用后路全椎板切除，然而术后出现椎管内疤痕增生对神经形成的再压迫，并造成了二次手术的困难；术后出现脊柱不稳，脊柱畸形等并发症。因此为了预防这些并发症的发生，各种椎管成形术应运而生。尤其是其中受颈椎椎板成形术的启发利用钛板钛钉固定椎板的椎板回植成形术得到了初步的应用，并且临床随访发现该术式既保留了脊柱原有的后路结构和椎管的完整性，又避免了因疤痕增生而导致的医源性椎管狭窄症的发生，同时又能防止脊柱不稳和脊柱畸形的发生。

然而目前国内外研究者仅是通过临床的随访来证实该术式的优点，但却缺乏相应的生物力学测试。

本生物力学实验结果表明，随着全椎板的逐节切除，椎板切除越多，最大位移就越大，椎体所受最大主应力也越大，势必引起腰椎失稳。同时实验结果提示，采用椎板回植，钛钢板固定能使椎移，所受最大主应力部分恢复到正常标本生物力学性能水平，而且钛板回植后发现钛板偏关节突关节处的部分比偏椎板的部分应力要大。实验证明，该椎板回植钛板固定有助于提高脊柱的稳定性，有助于提高脊柱抗压，抗弯，抗剪和抗旋转能力，有助于临床症状的改善和脊柱功能的恢复。

但本研究仍有待于进一步的理论分析，尤其是钛板形态的再设计，有利于应力的进一步分散，避免内固定的断裂失效。

参考文献：

[1]Love JG:Laminectomy for the removal of spinal cord tumors[J].J Neurosurg,1966,25:116121.

[2]Wiedemayer H,Sandalcioglu IE,Aalders M,et al.Reconstruction of the laminar roof with miniplates for a posterior approach in intraspinal surgery: technical considerations and critical evaluation of follow-up results[J].Spine,2004,29:E333E342.

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从有限元分析方法被列入口腔修复领域以来， 国外学者在尸体上建立了TMJ 的三维有限元模型， 并进行相应的应力分析， TMJ 三维影像重建技术应用于临床。国内学者利用TMJ螺旋CT、三维影像重建技术与三维有限元分析相结合方法， 率先在活体基础上建立了正常及病损的TMJ 的三维有限元模型，从而开展了下颌关节在各种情况下的生物力学行为分析和研究。

在髁突不同类型骨折后骨密度及力学性能变化、咀嚼肌酶组织化学特征变化的研究方面， 姚军等得出以下结论: ①两种髁突骨折(横、纵折) 中， 纵折引起髁突骨密度及生物力学性能下降明显; ②两种骨折类型对咀嚼肌酶组织化学变化无明显变化。此类研究对颞下颌关节紊乱综合征(TMJDS) 的病因及诊断有重要价值。

冯海兰等对下颌侧方运动轨迹的研究提出新的理论， 认为以往采用的切点运动轨迹， 尚不足以反映下颌整体侧移情况， 不能完全作为评价髁突运动状态的方法。叶少波等的K52R 型下颌运动轨迹仪的联机和软件开发， 其功能和数据处理能力达国际先进水平， 具有较强的可维护性。

2 固定修复

目前， 国内口腔修复领域里固定修复比例在迅速增加， 能集中反映目前学术水平的主要有以下几点:

2.1　桩-核-冠系列修复残根、残冠是近年来采用的一种修复手段。通过对桩、核的长短、形状、直径的变化对应力分布的影响， 以及桩核冠系列修复后牙体组织抗折力的研究等， 对保存牙齿， 提高修复质量提供了依据。

2.2　对全冠边缘位置(止于龈上、平齐龈缘、止于龈下) 集中提出如下观点: ①Gardner 认为， 选择全冠边缘位置时应考虑四个因素， 即牙周状况、美观、固位及边缘应放在健康的牙体组织上。②边缘的密合性比边缘位置对牙龈健康的影响更大。③前牙冠的边缘止于龈下是许可的。④后牙冠边缘只要达到一定的质量要求， 边缘的位置在任何部位均可。以上四种观点各有优缺点， 其中以平齐龈缘为最好。因为平齐龈缘时， 既美观， 固位力也好， 对牙周组织损伤很少。

2.3　在金属烤瓷修复方面， 除对修复效果与质量的重视外， 更加注重修复美。如改良颈缘设计， 用测色仪进行科学比色、配色; 牙冠、牙列形状的三维重建为修复体的CAD/CAM 提供了数学模型。另外， 通过对带模整体铸造固定桥与脱模铸造的精度比较显示， 带模铸造术的精度优于脱模铸造术， 可免去焊接工序， 提高工作效率。

3 可摘局部义齿修复

在固定-活动联合修复体研究方面， 张富强等对远中牙合支托、近中牙合支托、套筒冠义齿三种设计对比作了分析， 指出了远中牙合支托对基牙支持组织的健康不利，长期使用可致基牙牙周组织创伤， 基托下支持组织萎缩， 义齿翘动， 以致缺牙区邻近天然牙再丧生; 近中牙合支托， 可减少游离端基托翘动， 保持基牙支持组织健康， 但仍不能充分分散牙合力。套筒冠义齿就位后与基牙密合， 形成整体， 可防翘， 且有利于缺牙区软硬组织健康。

通过可摘局部义齿对口腔微生态的影响和细菌学分析发现， 戴义齿1周后， 卡环固位臂侧的基牙菌斑中粘性放线菌、变形链球菌比例明显升高。提示配戴可摘局部义齿者， 除注意口腔卫生外， 还应采取其它菌斑控制措施。但目前尚无控制基牙菌班的新型义齿清洁剂。

隐形义齿是目前在全国相继开展的一项新技术。由新型弹性材料， 压力灌注法一次成型的、薄而透明、无金属卡环的弹性义齿， 舒适美观， 尤其适用于前牙缺失。另外， 铸钛技术及钛支架制作工艺， 在可摘局部义齿修复中具有巨大开发潜力和应用前景。

4　全口义齿修复

具有美学效果的全口义齿修复已成为目前口腔修复界的研究热点。计算机辅助全口义齿设计， 应用电脑模拟系统(CA SSO S) 探讨全口义齿修复中的侧貌重建， 以及与垂直距离相关的颜面标志的计算机图像分析系统的建立和应用， 有助于制作具有美学效果的全口义齿。

无牙颌齿槽嵴低平总义齿修复有三点值得关注:①应用中立区概念指导总义齿修复、长舌翼下颌总义齿、磁性固位覆盖下颌总义齿等都能改善固位; ②通过使用硅橡胶印模热凝重衬和Fittydent 义齿稳固剂增强固位; ③通过打破常规排牙法， 照顾下颌的功能尖与齿槽嵴的关系， 改善下颌总义齿固位。

光固化基托快速修复全口义齿具有操作简便、省时、省力、符合口腔生理解剖要求、误差少等优点， 但此方法适应症范围较少， 必须是正常颌关系， 颌弓长度、高度、宽度均正常， 齿槽嵴丰满等。