髋臼CE角及关节作用力方向的生物力学作用

目的探讨髋臼CE角及关节作用力方向对髋关节生物力学的影响。方法基于髋关节CT扫描图像,利用计算机辅助设计技术,建立一系列不同CE角的髋关节三维有限元模型,通过股骨头中心施加7种不同大小及方向的关节作用力,应用有限元非线性面-面接触分析方法,研究髋臼关节软骨内应力大小和分布情况以及股骨头位移。结果当CE角减小时,髋臼软骨应力峰值平均值逐渐由1.70 MPa增大至7.89 MPa,应力分布区域面积逐渐减小,股骨头向关节外位移距离由0.04 mm增大至2.88 mm;对于CE角较小的髋关节,关节作用力方向趋向人体纵轴时,可不同程度增大髋臼软骨内应力峰值及股骨头位移距离。结论髋关节CE角以及关节作用力方向是影响髋关节生物力学的两个重要因素。

消防水枪外骨骼的生物力学分析

针对当前大健康需求,开展基于人体生物力学的消防人员穿戴专用消防水枪外骨骼的分析,为减小消防人员职业损伤提供具有普遍意义的理论参考。设计并组织消防人员穿戴和未穿戴专用消防水枪外骨骼的模拟试验,获得消防人员在工作状态下的身体动作信息,分析在工作状态下消防人员在穿戴和未穿戴消防水枪外骨骼时的肌肉活动情况和关节反作用力。与未穿戴外骨骼时相比,穿戴外骨骼时,右边肩背部肌肉激活度明显下降,左边肌肉激活度略微上升,两边肌肉激活度趋于平衡,避免了单侧肌肉过度疲劳。同时,穿戴外骨骼时,消防水枪外骨骼对于左侧下肢关节受力情况有所改善,水枪单侧放置导致下肢关节力矩均略微增加,但右边盂肱关节反作用力下降。

骨横断骨折不同改良方式张力带钢丝固定的生物力学测试

目的：为了评价髌骨骨折不同改良方式张力带钢丝固定的牢靠程度。方法：取截肢后下肢，保留股四头肌腱、髌骨、髌韧带及关节囊。将股骨、胫骨端固定在材料试验机上，维持胫股关节屈曲３６°位，通过牵拉股四头肌腱产生张力，用线性运动传感器测定骨折移位，移位３ｍｍ为固定失效。测ＡＯ张力带钢丝，胥氏张力带钢丝，“８”字张力带钢丝和Ｍａｇｎｕｓｏｎ钢丝４种固定法。结果：胥氏张力带钢丝和“８”字张力带钢丝固定效果最好。ＡＯ张力带钢丝次之，三者均能承受２９４Ｎ以上牵张力，允许术后早期活动，Ｍａｇｎｕｓｏｎ钢丝不能承受２９４Ｎ以上牵张力，固定欠牢靠。结论：治疗髌骨横断骨折首选胥氏张力带钢丝或“８”字张力带钢丝，粉碎性骨折选用“８”

运动生物力学视野中的鞭打动作教学策略——探讨Kane模型在标枪鞭打动作教学中应用可行性研究

基于上肢鞭打模型,定性分析出投掷标枪的上肢动作顺序,得出使标枪出手速度最大化的方法。然后通过Kane方程组模型,推导出广义动力和广义惯性力,上臂、前臂和手腕7个自由度的方程,初步了解了上肢各环节在运动过程中肌肉力矩和关节反作用力与动作技术的关系。利用世界冠军瑞斯一次比赛数据进行计算,验证了Kane模型与鞭打模型在结论方面是相近的,证明了Kane模型应用在鞭打动作教学的可行性,进而在鞭打动作教学中推广与使用。