医学院校工程制图课程教学改革研究

针对当前医学院校工程制图课程教学中存在的问题,为设计合适的课堂教学模式,建立良好的师生关系以及灵活多样的教学方法,提高学生学习工程制图课程的兴趣。根据生物医学工程专业学习内容,从计算机绘图软件、“线上+线下”教学体系、实践教学、虚拟仿真实验、考核方式等五个方面进行研究,教学改革后学生成绩有所提高。促进本学院“医工融通”及相关医学院校教学改革的发展战略,提高医学生的工科素养,增强医学生的医学知识,达到工程技术和医学教育结合的目的。

人体下肢多体动力学仿真和步态稳定性实验研究

人体下肢是人进行步行运动的主要工具,下肢的肌肉骨骼系统是步行的执行机构,正常的下肢功能保证了人们的日常活动;下肢损伤会引起人们运动障碍,下肢运动障碍康复者虽然具有行走的能力,但是其稳定性和平衡性较差。本文着眼于人体下肢,总结并阐述了人体下肢多体动力学仿真以及步态稳定性的实验研究进展,展望了其发展趋势,旨在为临床康复治疗及康复设备的设计与开发提供帮助与数据支持。

可调式踝足矫形器结构设计和临床应用研究

足踝是人体下肢行走的主要器官,近年来由于自身疾病或者外部原因踝足功能异常的人数增加,给患者康复带来不少难题。足踝矫形器在康复训练的过程中,临床医师指导患者康复锻炼中有重要作用[1]。国内外矫形器设计的目的都类似,但是不同临床病症矫形器设计的结构和使用效果以及价格却不尽相同。近年来国内外矫形器的研究主要体现在:黄美玲等[2]结合临床病例统计发现穿戴踝足矫形器对患者恢复的心理有较大帮助。Ranz EC等[3]通过对单侧踝部肌无力患者的各种步态研究,设计了一种非定性的,包括踏板、下肢定位和柔性支柱,用于增强受损肌肉功能的动态可调踝足矫形器。Wang Y[4]回顾了足部模型开发的几何结构和材料特性等问题,研究出可作为解决生物力学和癌症平台的多尺度矫形器计算模型。Menger B等[5]通过对膝关节患者多项指标的测量和分析,统计评估了踝足矫形器对踝足关节炎患者治疗的效果。Brown等[6]研究发现穿戴动态踝足矫形器可以有效减少下肢的异常模式的出现,提高步行效率。

人体下肢生物力学仿真和实验的研究现状与发展趋势

人体的站立、行走及弹跳等机能主要依靠下肢肌肉骨骼系统来维持,下肢肌肉骨骼系统出现病变或发生损伤会影响人体的协调功能,进而影响人体的稳定性和安全性。下肢骨骼系统中关节易受到冲击造成骨折、炎症和老化,导致功能衰退,整体运动能力下降。本综述以人体下肢为研究对象,总结并重点阐述下肢关节的生物力学仿真和实验研究进展,对其发展趋势进行展望,为相关疾病的预防、临床治疗和康复提供理论参考。

足底压力测试装置发展现状和研究进展

足底压力测试装置及测量技术已经应用于很多研究领域,特别是运动生物力学方面。相较于国外完整的工程体系和成熟的技术,国内对于足底压力测试的研究相对滞后,在发展过程中仍存在精确度较低,创新性不足等问题。本文基于足底压力测试装置的发展现状和研究进展作一综述,介绍了足底压力测试装置的发展现状,同时还分析了国内外对足底压力测试装置的发展现状和研究进展。为今后不同类型的足底压力测试装置完善提供帮助,使其使用者在了解自身足部健康状态、保持良好运动姿态、医学临床诊断等方面发挥最大作用。

不同重量负载下的人体足踝部有限元仿真研究

目的利用健康志愿者足踝部有限元模型,对不同重量负载下的足踝部生物力学进行数值模拟,得到应力和位移分布情况。方法基于健康志愿者的足部断层扫面图像,依次使用Mimics、Geomagic Studio、Solidworks软件建立人体足踝部三维模型,应用Ansys有限元软件对模型进行有限元分析,分别模拟不同体重时足踝部的应力和位移分布情况。结果模拟体重为60、100、200、300、500 kg时,足踝部最大应力分别达到25.515、42.586、85.079、127.57、212.65 MPa。

儿童马蹄内翻足矫形器生物力学特性研究现状和发展趋势

马蹄内翻足是常见的小儿足部畸形。矫形器在治疗儿童马蹄内翻足的过程中有着至关重要的作用。本文以儿童马蹄内翻足矫形器为研究对象,总结并且阐述儿童马蹄内翻足矫形器生物力学特性的研究现状,展望其发展趋势,为儿童马蹄内翻足的产生、防治、治疗和康复提供理论参考。

一种人体力学信号测试方法实验研究

为增强学生的学习研究能力,促进理论教学与研究训练相结合,本文在一种人体力学信号测试方法的教学科研实验方面展开研究。本装置和方法人体力学信号测试操作简单,采样率范围广泛(10~20,000 Hz),可得到较为精准的人体信号,可为人体相关疾病的预防、临床治疗和术后康复提供支持和帮助。该实验装置和测试包括3部分:测试单元、数据采集单元和数据处理单元。教学和科研实践中,学生在了解实验原理并熟悉相关软件操作后,可以利用不同的传感器检测不同身体部位运动的情况并通过数据处理单元对数据进行处理分析。本研究测试人体综合力学信号功能强、智能化程度高、携带便捷,为教学改革和创新创业实践作业提供了利用新型传感器研究人体力学特性的研究思路,有利于提高师生综合教学、科研创新能力。

基于生物力学生理特性的矫形鞋垫发展现状和趋势

矫形鞋垫可以通过改变足底压力分布来矫正患者足部形状。相比于国外完整的工程体系,我国的矫形鞋垫近年来虽取得了快速发展,但鉴于引入时间不长,在发展过程中,仍无法短时间内为用户提供定制的矫形鞋垫,无法满足适配运动状态下足底压力的变化等诸多问题。我们就矫形鞋垫的发展现状、生物力学特性及其康复功能作一综述,提出了将矫形鞋垫数字化,通过大数据技术为各类人群提供定制矫形鞋垫的发展趋势。

高跟鞋高度对健康女性足部生物力学特性的影响

目的利用健康女性足部有限元模型,对穿不同高度高跟鞋的足部生物力学特性进行数值模拟,得到应力和位移变化数据。方法对健康女性受试者的足部断层扫描图像进行三维逆向重建,建立足部皮肤和骨骼的综合有限元模型,分别模拟受试者穿1 cm、2 cm、4 cm、6 cm、8 cm、10 cm等不同高度高跟鞋时足部的应力和位移数据。结果鞋跟高度为0~2 cm时,足部所受位移和应力最小,最大位移为8.42 mm,最大应力为50.3 MPa;当鞋跟高度在4~8 cm时,足部最大变形为8.43~8.45 mm,最大应力51.7 MPa;当鞋跟高度达到10 cm时,足部最大位移增至8.47 mm,最大应力达到61.28 MPa。结论当鞋跟高度超过8 cm时,足部的最大应力和最大位移急剧增加,且最大变形出现在踝关节处。为了保证足部的安全和健康,建议女性选择0~8 cm的高跟鞋,研究结果可同时为临床上足部相关疾病的研究提供科学数据支撑。

足球运动脚踝内、外侧触球方式力学特性

[目的]研究足球脚踝内、外侧触球生物力学特性并降低相关伤病发生率.[方法]采用有限元法建立足部生物力学模型,模拟不同方式触球.[结果]在外部冲击力大小一致情况下,脚踝内侧和外侧触球的受力趋势类似,最大受力部位处于跟骨、骰骨和距骨连接处的下侧,较大受力部位处于内侧楔骨、中间楔骨和外侧楔骨下侧;不同受力情况下足部骨骼的位移也相差较大,其中两种触球方式在500 N外力下足部最大应力分别为34.45 MPa和34.85 MPa.最大位移发生在脚趾部位,分别为1.74 mm和1.36 mm.[结论]足球运动者要注意触球位置,并预估外力大小,以避免危险动作对身体带来伤害.

小梁网组织表面力学特性及其各向异性模型

目的 探讨小梁网组织表面弹性模量的变化趋势,并使用各向异性模型模拟,验证各向异性模型的合理性。方法 对2只大鼠的4个小梁网样本在表面不同位置进行原子力显微镜(atomic force microscope, AFM)压痕实验,并使用本课题组提出的各向异性小梁网力学模型对小梁网组织表面不同位置处测得的弹性模量进行模拟实验。结果 测试得到的小梁网组织表面弹性模量会随着位置不同而变化,并且在小梁网中段达到最小值;各向异性小梁网力学模型可以较好地模拟这一现象。结论 各向异性小梁网力学模型在描述小梁网力学特性方面具有较强的理论意义与实用价值。同时,该模型可以解释对小梁网组织进行单轴拉伸与AFM压痕实验获得的弹性模量之间的巨大差别。因此,各向异性小梁网模型是对小梁网力学特性的一种更好描述。

生物力学课程教学模式与考核方式改革探究

生物力学是一个多学科交叉、新兴渗透的课程,教授和学习需要与生理学、临床医学、生物学、力学、工程学等其他诸多课程的基础知识结合。笔者所在单位,生物力学课程自2019年起因专业课程改革和设置专业更新,经历了从生物医学工程专业的专业限选课变成了全校内的任意公共选修课,学生的对象从单一的工科专业变成了工学、理学、医学、管理学等不同专业的背景,给教师上课和学生学习带来了一定的难度。学校改革的初衷是让不同背景学生了解更多专业的相关知识,利于学生开阔视野,完善校内知识结构,培养学生具有一定科学创新精神和学习创新的能力,按照素质教育标准提高综合水平。但经历了线上线下几年的实际教学改革研究,教师团队发现不同专业学生在一起大课学习的困难增加较大。本文从学生学情、教学内容、教学模式、考核方式等几个方面展开论述,对本单位生物力学课程教学对象改革前后进行研究和探讨,旨在提高学生学习效果和积极性,构建创新型讲授模式。所得结果在工学和医学类似课程中有一定参考借鉴。

医学物理学混合式课程教学模式的构建与实践研究

医学物理学作为一门专业基础课,其内容缜密,逻辑性强,物理学与医学结合紧密,工程应用背景广阔。鉴于学生基础参差不齐、学习兴趣不足等问题,本文立足于新乡医学院医学类院校医学物理学课程教学现状,探讨医学院校工科课程改革的方法与举措。围绕“医学物理学课程学习”,笔者提出了基于翻转课堂的混合式课程教学模式,力求学生在专业知识的掌握、创新实践能力的提高等方面全面发展,同时,为“医工融通”的复合型人才的培养提供助力。经统计分析知,该模式适用于程度较好的学生,对于学习程度相对一般的学生,该模式促进作用也比较明显。

新时代高校教师课程思政素养提升探究

在课程思政改革的新时代背景下,高校教师课程思政素养的提升研究成为教育领域的重要课题。教师课程思政素养的提升有助于推动课程思政改革的创新与发展,也是实现知识传授与价值引领有机结合的关键要素。本文首先介绍了我国高等院校课程思政教学改革与发展现状,阐述了教师课程思政素养的内涵及其重要性,其次通过分析当前高校教师课程思政素养的现状,深入探讨存在的问题,最后提出了教师课程思政素养提升的具体途径与关键方法。In the new era of curriculum ideological and political education reform, the research on enhancing the curriculum ideological and political education literacy of college teachers has become an important subject in the field of education. The enhancement of teachers’ curriculum ideological and political education literacy is conducive to promoting the innovation and development of curriculum ideological and political education reform and is also a key factor in achieving the organic combination of knowledge transmission and value guidance. This paper first introduces the current situation of curriculum ideological and political education teaching reform and development in higher education institutions in China, expounds the connotation of teachers’ curriculum ideological and political education literacy and its importance, and then analyzes the current situation of teachers’ curriculum ideological and political education literacy in higher education institutions in depth to explore the existing problems. Finally, it puts forward specific approaches and key methods for enhancing teachers’ curriculum ideological and political education literacy.