骨科生物力学的发展及应用课件

骨科生物力学技术的发展及应用生物力学演讲发展背景1.随着社会经济的发展，人口老龄化带来的骨病日益增多，而交通事业的飞速发展导致了创伤事故不断增多，所有这些问题都使得骨科成为综合医院中的中坚科室，部分经济发达地区甚至涌现出专门的骨科医院。2.骨科技术的飞速发展离不开其基础研究所提供的技术平台的支持，而生物力学研究技术的应用在骨科器械和术式创新中具有非常重要的意义，为骨科学的发展提供了有力的保障。3|INSERTPRESENTATIONTITLE发展背景3.自20世纪70年代以来，在现代生物力学之父美籍华人冯元桢先生的积极推动下，生物力学作为一门新兴的边缘学科开始在中国起步。4.骨科领域的发展始于1979年夏天，美国的“骨骼生物力学三巨头”赵以憋、毛昭宪、胡留源组织了45位美国的骨外科医生、基础科学家、生物力学专家访华，在广州、成都和北京做了2周半的巡回演讲，使中国骨科医生和工程专业人员第一次接受了大量近代西方有关肌肉骨骼的生物力学基础知识，并对国际上骨外科手术和生物力学专业进展的情况有了初步的了解。骨科常规的生物力学测试手段5|INSERTPRESENTATIONTITLE压缩、拉伸、弯曲和扭转是人体承受的主要载荷，因此骨科常规的生物力学测试手段主要包括拉伸、压缩、弯曲和扭转等条件下的应力和应变分析及弹性模量的获取。拉伸测试主要是用于肌腱、韧带等软组织的力学性能的测试。压缩测试一般用于测试负重的骨或关节的生物力学强度，比较骨折后不同固定器械的固定效果等。传统的力学测试方法的特点6|INSERTPRESENTATIONTITLE传统的力学测试方法获得的是实验对象整体的生物力学性质情况，对于需要了解局部应力或应变的变化可采用应变片技术。该技术用于测量颅骨受撞击时的应力分布，脊柱运动过程中椎弓根的应力分布，关节置换后局部的骨应力分布等方面的研究，取得了良好的效果。生物力学的运动分析7|INSERTPRESENTATIONTITLE运动分析是生物力学功能评价的另一个重要指标，常用的有离体测量和在体测量2种方法，在体测量又包括了传统的步态分析技术和X线立体摄影测试分析。8|INSERTPRESENTATIONTITLE1离体运动分析

(Motionanalysisinvitro)10|INSERTPRESENTATIONTITLE2在体运动分析12|INSERTPRESENTATIONTITLE3X线立体摄影测量分析法

(RSA)14|INSERTPRESENTATIONTITLE4生物力学仿真技术生物力学仿真技术15|INSERTPRESENTATIONTITLE目前，力学实验仿真研究主要集中在脊柱、骨盆和四肢长骨等方面。脊柱有限元的分析技术是有限元法在生物力学中研究得最早、分析得最多、也是临床上应用最广泛的领域。随着有限元软件功能的不断完善，现在的模型可以逼真地模拟椎间盘、韧带和肌肉等结构，分析结果对相关损伤的危险性可以进行相关的预警。有限元技术在骨科的应用包括了力学实验仿真和医疗器械的力学性能评价及优化设计等16|INSERTPRESENTATIONTITLE5有限元分析

(finiteelementanalysis，FEA)有限元分析

(finiteelementanalysis，FEA)17|INSERTPRESENTATIONTITLE有限元分析是1956年Turner等提出来的概念，主要用于航天航空、交通运输、化学化工领域，至1972年才首次应用于骨科生物力学的研究。近年来这一研究方法已被医学工作者广泛接受。有限元分析的原理是将1个物体或系统分解为由多个相互联结的、简单、独立的点组成的几何模型。有限元分析可被用来分析比较复杂的、用一般代数方法无法精确分析的系统，可以提供使用其他试验方法无法提供的结果。18|INSERTPRESENTATIONTITLE6有限元的优点结论20|INSERTPRESENTATIONTITLE简要评述了骨科相关