生物力學(xué)研究方向精選(九篇)

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第1篇：生物力學(xué)研究方向范文

【摘要】 目的 研究復(fù)方二甲雙胍膠囊中鹽酸二甲雙胍的人體藥代動力學(xué)與相對生物利用度。方法 20例健康男性志愿者，隨機分為兩組，分別交叉口服復(fù)方二甲雙胍膠囊和鹽酸二甲雙胍膠囊，用反相離子對色譜法測定血漿中二甲雙胍的濃度，進行相對生物利用度研究。結(jié)果 口服含500mg鹽酸二甲雙胍的復(fù)方制劑及其單獨制劑的達峰時間（Tmax）分別為1.8±0.6h 和1.8±0.7h；峰濃度（Cmax）分別為2.11±0.48mg/L和2.06±0.52mg/L；消除半衰期（T1/2）分別為2.98±1.19h和2.70±0.58h ；藥時曲線下面積（AUC）分別為10.87±2.61mg/(h·L)和10.28±2.44mg/(h·L)，經(jīng)統(tǒng)計分析，兩種制劑的藥代動力學(xué)參數(shù)差異無顯著性（P＞0.05）；口服復(fù)方二甲雙胍膠囊對鹽酸二甲雙胍膠囊的相對生物利用度為(105.7±11.0)%。結(jié)論 兩種制劑具有生物等效性。

【關(guān)鍵詞】 鹽酸二甲雙胍；藥代動力學(xué)；相對生物利用度

Pharmacokinetics and relative bioavailability of metformin hydrochloride in compound metformin capsules

【Abstract】 Objective To study the pharmacokinetics and relative bioavailability of metformin hydrochloride in compound metformin capsule in healthy male volunteers.Methods A single oral dose of 500mg metformin hydrochloride in compound metformin capsule (CoMET) or in conventional metformin hydrochloride capsule (as reference formulation， MET)was give to 20 healthy male volunteers in a randomized crossover design. Drug concentration in plasma was assayed by reversed-phase iron-paired HPLC.Results The pharmacokinetic parameters of CoMET and MET were as follows: Tmax1.8±0.6h， 1.8±0.7h； Cmax2.11±0.48mg/L， 2.06±0.52mg/L；AUC10.87±2.61mg/(h·L)，10.28±2.44mg/(h·L) respectively. The pharmacokinetic parameters showed no significant differences between the two capsule formulas (P＞0.05). The relative bioavailability of CoMET to MET was (105.7±11.0)%.Conclusion The two capsule formulas of metformin hydrochloride are bioequivalent.

【Key words】 metformin hydrochloride；pharmacokinetics；relative bioavailability

二甲雙胍（metformin，MET） 是雙胍類口服降血糖藥，它主要作用于胰島外組織，抑制腸吸收葡萄糖，增加外周組織對葡萄糖的利用，減少肝糖原異生，從而達到降低血糖的目的。由于它降糖作用明顯，不引起低血糖，可明顯降低餐后高血糖，適合2型糖尿病患者；同時它還改善胰島素抗性等［1，2］，因此其在臨床得到廣泛應(yīng)用。為了進一步提高其療效，增加適應(yīng)證，降低其胃腸道不良反應(yīng)，將其與格列本脲合用，用于治療各型糖尿病。筆者采用反相離子對色譜法對口服復(fù)方制劑后血漿中二甲雙胍的濃度進行測定，以研究其在健康志愿者體內(nèi)藥物動力學(xué)與相對生物利用度，旨在為該藥的臨床應(yīng)用提供參考依據(jù)。

1 實驗材料

1.1 藥品與試劑 復(fù)方二甲雙胍膠囊：（250mg鹽酸二甲雙胍+1.25mg格列本脲）/粒，常州蘭陵制藥有限公司生產(chǎn)，批號：010723 。鹽酸二甲雙胍膠囊：250mg/粒，常州蘭陵制藥有限公司生產(chǎn)，批號：0207047。鹽酸二甲雙胍標(biāo)準(zhǔn)品：常州蘭陵制藥有限公司提供，批號：0207001 。乙腈為色譜純，磷酸、三乙胺、高氯酸、十二烷基硫酸鈉為分析純，水為三蒸水。

1.2 儀器 島津LC-10A高效液相色譜儀；SPD-10AVP檢測器；HS色譜數(shù)據(jù)工作站V4.0，CT-21處理器；SORVALL低溫高速離心機。

1.3 試驗對象的選擇 健康男性志愿者20例，平均年齡22.8±1.5歲，平均體重60±8.5kg，平均身高1.70±0.12m。所有受試者在參加試驗前均接受全面體格檢查，包括心、肝、腎功能、血象等，檢查結(jié)果提示均正常。受試者無藥物過敏史，并在3周內(nèi)未有任何服藥史及吸煙史。

2 試驗方法

2.1 給藥方法及樣品采集 20例健康志愿者，隨機分為A 、B兩組，采用自身交叉對照，A組先給予復(fù)方二甲雙胍膠囊2粒，經(jīng)1周洗脫期后再給予鹽酸二甲雙胍膠囊2粒，B組則相反。受試者隔夜禁食，試驗當(dāng)日，清晨空腹口服復(fù)方二甲雙胍膠囊（CoMET，受試制劑）或鹽酸二甲雙胍膠囊（MET，參比制劑） ，并飲水200ml ，服藥后禁食4h。受試者在受試過程禁煙、酒和高脂肪食物，全日服用標(biāo)準(zhǔn)餐。每位受試者分別于服藥前、服藥后的0.5、1、1.5、2、2.5、3、4、6、8、10、12、16h ，從肘靜脈取血3ml，肝素抗凝，離心分離血漿，置-20℃儲存，待測。

2.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制 精密稱取二甲雙胍10mg，置于10ml量瓶中，加入三蒸水溶解并稀釋至刻度，搖勻，即得1mg/ml儲備液，再分別稀釋成一定濃度系列。

2.3 色譜條件 色譜柱：Lichrospher C18 dp5μm，250mm×4.6mm ID，流動相：3mmol/L十二烷基硫酸鈉(含0.5%三乙胺，用H3PO4調(diào)pH為3.8)-乙腈(65:35)，流速為：1.0ml/min，靈敏度0.01AUFS；紫外檢測波長為232nm，測定溫度16～18℃。

2.4 樣品處理 取肝素抗凝的待測血漿0.2ml，加入10%高氯酸0.08ml，渦旋2min，于18000rpm離心10min，取上清液150μl，再次離心后取20μl進樣，色譜圖見圖1。

2.5 數(shù)據(jù)處理 采用中國藥科大學(xué)新中新藥研究中心編制BAPP2.0軟件包對藥時曲線進行模擬，并計算有關(guān)藥代動力學(xué)參數(shù)。

3 結(jié)果

3.1 線性關(guān)系與檢測靈敏度 取正常人血漿8份，每份0.2ml，1份留作空白對照，另7份分別加入鹽酸二甲雙胍標(biāo)準(zhǔn)液使成0.05，0.125，0.25，0.5，1，2，4mg/L的濃度系列，按前述方法提取進樣，以MET濃度為X，峰面積為Y，得回歸方程：Y=59290X+2690.6，相關(guān)系數(shù)：r=0.9995。MET在0.05～4mg/L范圍內(nèi)濃度與峰面積有良好線性關(guān)系。在本試驗條件下，MET標(biāo)準(zhǔn)品的檢測限為2ng，血漿MET的最低檢測濃度為20μg/L。

3.2 回收率和精密度測定 精確配制0.05、0.5、4mg/L MET血漿標(biāo)準(zhǔn)品，按樣品處理方法進行處理，取20μl進樣，并配制相同濃度的MET溶液標(biāo)準(zhǔn)品，同法處理，求得絕對與相對回收率。取上述3個濃度的MET血漿標(biāo)準(zhǔn)品，按樣品處理方法進行處理，同一天內(nèi)進樣5次，求得日內(nèi)變異，連續(xù)5天進樣，求得日間變異。測得3種濃度的回收率分別為96.62%、98.03%、99.43%，3種濃度的日內(nèi)RSD≤3.55%；日間RSD≤7.63%。

3.3 血藥濃度測定及藥物動力學(xué)參數(shù) 20例受試者口服兩種制劑后的平均藥時曲線見圖2，藥代動力學(xué)參數(shù)見表1。受試制劑與參比制劑的達峰時間在1.8h左右，峰濃度分別為2.11±0.48mg/L和2.06±0.52mg/L，受試制劑與參比制劑的相對生物利用度為(105.7±11.0)%，統(tǒng)計分析： Cmax、AUC0-16用雙單側(cè)t檢驗分析，Tmax 采用非參數(shù)檢驗(Wilcoxon方法)，結(jié)果顯示參比制劑和受試制劑的AUC0-16、Cmax、Tmax差異無顯著性（P＞0.05）。因此2種制劑中MET具有生物等效性。

4 討論

有關(guān)二甲雙胍的測定方法，文獻報道有多種色譜方法［3～5］，但均有不同程度的缺點，如血樣量大，樣品處理繁瑣或靈敏度低等。筆者采用反相離子對色譜法進行鹽酸二甲雙胍的血藥濃度測定，10%高氯酸沉淀處理樣品，簡單方便，所用試劑少，成本低，且對環(huán)境造成的污染少，本法的靈敏度、精確度和回收率較高，并且每次測定所用的血漿量較少，適用于臨床血藥濃度測定和藥代動力學(xué)研究。上述試驗結(jié)果表明2種制劑的Cmax、Tmax 、AUC0-16及其他主要藥動學(xué)參數(shù)相似，經(jīng)統(tǒng)計學(xué)處理，差異無顯著性（P＞0.05），說明兩藥間的藥代動力學(xué)特性基本一致，也提示CoMET中格列本脲對二甲雙胍體內(nèi)藥代動力學(xué)過程尤其是生物利用度未產(chǎn)生顯著性影響，二者合用，有利于提高療效，降低毒性。

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cimetidine in man. Br J Clin Pharmacol， 1987， 23(5):545-551.

2 Marchetti P， Benzi L， Cecchetti P，et al. Plasma biguanide levels are correlated with metabolic

effects in diabetic patients. Clin Pharmacol Ther， 1987，41(4):450-454.

3 劉京， 申竹芳， 謝明智，等. HPLC法測定鹽酸二甲雙胍腸溶膠囊及片劑的人體藥代動力學(xué)及其生物利用度. 中國臨床藥理學(xué)雜志， 1994， 10(3):165-170.

第2篇：生物力學(xué)研究方向范文

關(guān)鍵詞：網(wǎng)球發(fā)球；生物力學(xué)；文獻綜述

動作構(gòu)成技術(shù)，因此動作是我們研究的重點。而用生物力學(xué)的知識和方法去研究網(wǎng)球的發(fā)球特征，研究方法和研究內(nèi)容無疑是最重要的一環(huán)，而研究方法又離不開研究設(shè)備，可以說目前研究設(shè)備也從一定程度上直接影響了這篇論文成果的好壞。關(guān)于發(fā)球生物力學(xué)的研究有人做過專門的統(tǒng)計。蔣婷在她的《國內(nèi)網(wǎng)球生物力研究現(xiàn)狀及發(fā)展―基于2007-2011年4種文獻來源計量分析》中指出2007-2011年，核心期刊、優(yōu)秀碩士論文、博士論文、重要會議各自研究網(wǎng)球技術(shù)生物力學(xué)所占的比例分別為12.9%、51.6%、3.2%、32.2%，其中優(yōu)秀碩士論文研究網(wǎng)球生物力學(xué)的最多，占51.6%。此外，5年中，核心期刊發(fā)表的關(guān)于網(wǎng)球生物力學(xué)的論文僅4篇，充分說明這類研究并沒有成為熱點。根據(jù)文獻論文內(nèi)容的主要特征，結(jié)合生物力學(xué)及網(wǎng)球項目相關(guān)理論，可以將檢索到的論文分別歸入3個不同的研究方向，即技術(shù)分析（運動學(xué)、用力學(xué)、生物學(xué)）、損傷（骨、肌肉）、裝備（鞋、拍弦）。從本次統(tǒng)計來看，技術(shù)分析獨占鰲頭，共計23篇，占74.2%；其他方面的研究相對較少，損傷12.9%（4篇），裝備12.9%（4篇）。技術(shù)動作分析受到更多的關(guān)注，主要是因為技術(shù)分析的設(shè)備日益進步和完善，生物力學(xué)研究受儀器設(shè)備的制約。這篇文章很全面的介紹了目前國內(nèi)一些比較有價值的論文的分布情況及總體研究情況，讓我們對整個研究水平有了初步的印象。

馬大慧在《運動生物力學(xué)在網(wǎng)球運動中的應(yīng)用分析》中給我們提出了一些比較好的運動生物力學(xué)與網(wǎng)球運動的結(jié)合點，我們可以從運動生物力學(xué)的力學(xué)理論研究方法，實驗研究方法，力學(xué)理論研究方法和實驗研究方法緊密結(jié)合等方法去研究網(wǎng)球的特征，當(dāng)然這些方法也可以用到發(fā)球的研究中去，使我們的方法更具有科學(xué)性和方向性。下面從研究方法和內(nèi)容方面入手對所查閱到的文獻進行簡單闡述。

劉卉（2000）以6名國青網(wǎng)球運動員和2名北京隊青年網(wǎng)球運動員的大力發(fā)球為研究對象。采用美國Peak三維高速錄像系統(tǒng)進行拍攝，拍攝頻率為120幀/s。采用愛捷人體信息研究所的錄像分析系統(tǒng)對發(fā)球動作技術(shù)的運動學(xué)數(shù)據(jù)進行測量與分析。依據(jù)對錄像帶的觀察及發(fā)球?qū)嶒灂r的現(xiàn)場評價，對每個運動員三個好球中質(zhì)量最好的一次進行解析。所得數(shù)字化數(shù)據(jù)采用數(shù)字濾波法進行平滑處理。她的研究揭示網(wǎng)球大力發(fā)球?qū)俦薮蝾悇幼鞯奶卣鞑⒄撟C和全面闡述了網(wǎng)球大力發(fā)球技術(shù)的運動生物力學(xué)原理。同時通過對運動員發(fā)球技術(shù)的對比，得出拋球的方向、高度和身體下蹲的深度均會對整個發(fā)球動作技術(shù)起重要影響；通過對下肢運動的觀察，提出影響“搔背”動作階段的因素主要是下肢蹬伸、軀干扭轉(zhuǎn)、屈肘和上臂外旋的幅度、速度及它們之間的配合，同時還認為“搔背”動作時身體各環(huán)節(jié)活動的同步性是高質(zhì)量合理動作的特征；提出擊球動作并非揮拍動作的自然過渡和延伸，而是有其本身技術(shù)特征的相對獨立的動作技術(shù)；她還通過對身體各環(huán)節(jié)最大速度出現(xiàn)時間的比較，認為可將鞭打動作的基本理論作為網(wǎng)球發(fā)球動作技術(shù)的理論基礎(chǔ)。這篇文章在國內(nèi)具有比較高的地位，無論是研究對象還是研究方法對后來的研究者提供了很好的參考，同時所得出的結(jié)論對我們平時訓(xùn)練也很有參考意義。

劉保華（2008）以2007年9月在北京舉辦的中國網(wǎng)球公開賽中5名優(yōu)秀女子網(wǎng)球單打運動員為研究對象。采用兩臺100HZ的攝像機在比賽現(xiàn)場進行拍攝，對我國頂尖女子網(wǎng)球運動員彭帥與4名世界頂尖女子網(wǎng)球運動員發(fā)球技術(shù)的速度特征進行了生物力學(xué)分析。研究結(jié)果表明在第一發(fā)球速度上，4位世界優(yōu)秀運動員明顯高于彭帥。4位世界優(yōu)秀女子網(wǎng)球運動員在球拍速度、右手速度、右手腕速度、右肩速度、右肘速度右髓與身體重心的速度這7個參數(shù)因子載荷值的貢獻排序運用較為合理，而彭帥則不夠合理，表現(xiàn)在球拍的因子載荷值明顯低于右手與右手腕。這篇文章從科學(xué)的角度分析了彭帥發(fā)球當(dāng)中所存在的問題，可以據(jù)此對她做出指導(dǎo)

林建健（2009）選取2名職業(yè)網(wǎng)球運動員，4名專業(yè)網(wǎng)球運動員和6名業(yè)余網(wǎng)球運動員為測試對象利用，Qualisys紅外遠射測試系統(tǒng)（六個鏡頭）對運動員發(fā)球動作過程進行測試。拍攝頻率為200幅/秒。同時用Kistle測力臺系統(tǒng)與Qualisys同步，采集運動員的動力學(xué)數(shù)據(jù)。結(jié)果顯示：在拋球過程中我國高水平運動員拋球臂關(guān)節(jié)角度變化幅度和屈膝最大角度均小于低水平運動員。在蹬伸過程中，我國高水平運動員膝關(guān)節(jié)最大角度和腿部發(fā)力效率均大于低水平運動員，膝關(guān)節(jié)最大角度和最小肘關(guān)節(jié)角度均小于國外優(yōu)秀運動員。在擊球過程中，我過高水平運動員身體各環(huán)節(jié)最大角度速度和擊球高度與身高比均大于低水平運動員，且具有顯著性差異。對比國內(nèi)的高水平和低水平選手特征，可以使低水平的選手找到自己的問題所在，從而有目的改進。

蔣川（2009）年以我國優(yōu)秀網(wǎng)球運動員楊意民、國際著名選手阿加西和張德培為研究對象。利用兩個PULNIX攝像頭（頻率為120Hz）采用定點、定焦、定距的方式進行外同步拍攝方式，對楊意民大力發(fā)球動作進行拍攝。采用美國ARIEL三維圖像解析系統(tǒng)對楊意民、阿加西和張德培的技術(shù)動作進行解析。阿加西和張德培的發(fā)球技術(shù)動作錄像由美國ARIEL公司提供，拍攝頻率為50HZ。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：楊意民發(fā)球時身體主要環(huán)節(jié)的用力順序符合鞭打動作規(guī)律，且擊球點的高度較為合理。但是其拋球技術(shù)還有待改進，其拋球最高點與擊球點之間的落差較兩位世界級運動員的偏大，即楊意民在拋球環(huán)節(jié)存在拋球過高的問題。楊意民的揮拍臂形成有效的用力前，“搔背”姿勢所需時間明顯過長，且拍頭最低點高于身體重心高度，反映出楊意民的“搔背”動作不夠充分。楊意民的揮拍速度以及拍頭速度較阿加西、張德培存在較大差距，尤其是在擊一球瞬間，阿加西的拍頭速度是楊意民的1.69倍，而張德培的拍頭速度更是達到楊意民的1.71倍之多。楊意民下肢蹬伸充分，但在腳蹬離地面時身體重心上升的速度和擊球時身體重心的高度跟世界頂級選手相比仍有一定差距。

孫宇亮（2011）以2009年底在江門網(wǎng)球訓(xùn)練基地冬訓(xùn)的8名國家網(wǎng)球隊女隊員為研究對象。研究對象站右發(fā)球區(qū)，大力發(fā)球。利用兩個ZOOHz的高速攝像頭對運動員進行同步拍攝。利用直接線性轉(zhuǎn)換（DLT）算法對二維圖像進行三維重構(gòu)。數(shù)據(jù)處理采用北京體育大學(xué)視迅解析系統(tǒng)對運動學(xué)指標(biāo)進行解析，應(yīng)用Qtools、EXCel等數(shù)據(jù)處理軟件進行計算。根據(jù)國家網(wǎng)球隊教練的評價，每名運動員取三個好球中質(zhì)量最好的一次進行解析。所得數(shù)字化數(shù)據(jù)采用數(shù)字濾波法進行平滑處理。得出結(jié)論有：我國網(wǎng)球運動員發(fā)球時拋球較高，建議降低拋球高度。相對于FB技術(shù)，F(xiàn)U技術(shù)能使運動員獲得更大幅度的軀干扭轉(zhuǎn)角度。根據(jù)運動員實際情況選擇合適的緩沖技術(shù)。緩沖結(jié)束時刻，部分運動員存在過度頂髓的現(xiàn)象。這造成下肢發(fā)力不充分，最終導(dǎo)致球速下降。建議在此時刻保證重心投影位于在兩腿之間?！吧Ρ场眲幼魇堑湫偷某狡餍祫幼鳎轮某浞值派焓谴藙幼魍瓿少|(zhì)量的保證。因此運動員在平時的訓(xùn)練中應(yīng)注意下肢的爆發(fā)力訓(xùn)練。這篇文章的研究方法和結(jié)論都有具體意義，值得國家隊的女隊員進行參考。

BrianJ.Gordon（2006）通過三維錄像解析法對9名優(yōu)秀的網(wǎng)球運動員進行了測試。他們在上臂和前臂套上了帶有標(biāo)志球的環(huán)，在肩關(guān)節(jié)周圍皮膚上貼了標(biāo)志球。由于計算關(guān)節(jié)和環(huán)節(jié)的扭轉(zhuǎn)角度。結(jié)果詳細闡明了發(fā)球過程中人體各部分的扭轉(zhuǎn)情況，指出在臨近擊球時刻，肩關(guān)節(jié)屈伸運動和內(nèi)收外展運動對于拍頭速度的貢獻微不足道。這篇文章的研究結(jié)果使得我們平時的一些錯誤觀念得到了重新的認識。

綜合研究的情況來看，國外學(xué)者利用運動生物力學(xué)手段對網(wǎng)球發(fā)球動作技術(shù)做了大量研究，并且闡明了一些發(fā)球動作的客觀規(guī)律。對現(xiàn)今存在的各種各樣的技術(shù)動作提供了科學(xué)理論上的支持，對學(xué)習(xí)和改進發(fā)球技術(shù)做了有益的探索和貢獻。有的從肌肉發(fā)力順序方面探討，有的從核心部位探討，也有的從動作模式探討，還有從肌電方面入手等等，可以說已經(jīng)取得了一定的成績，而且隨著研究設(shè)備的技術(shù)提高，研究的水平也在提高，但是大多數(shù)的研究還是將中國的運動員數(shù)據(jù)直接和外國運動員的數(shù)據(jù)直接進行對比，我覺得這存在一定的問題，且不論身高的不同，中國運動員的肌纖維類型與他們也會有不同等等，或者是否可以將他們的數(shù)據(jù)可以和現(xiàn)在排名較高的亞洲球手進行對比，比如，現(xiàn)世界排名17的日本球員錦織圭等等。再者，我覺得在發(fā)球最佳模式的研究方面還有所欠缺，看我們是否能找到一個最適合我們的發(fā)球模型。讓大家在練習(xí)的時候心里有具體的數(shù)據(jù)可依。作為研究來講，我們最好是能把各個方面的情況考慮清楚最好，或者就某一方面作最細致的研究。隨著未來各種儀器設(shè)備的更新提高，研究水平也會越來越深，可以說，生物力學(xué)在網(wǎng)球領(lǐng)域的研究還有很大的空間。（作者單位：北京體育大學(xué)）

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第3篇：生物力學(xué)研究方向范文

關(guān)鍵詞：跆拳道運動；膝關(guān)節(jié)損傷；原因；特點；預(yù)防

跆拳道運動主要運用拳和腳，主要得分手段為腿法，因其項目特點及相關(guān)規(guī)則要求，在跆拳道運動中，膝關(guān)節(jié)損傷現(xiàn)象極為普遍。目前，要想推動我國跆拳道的進一步發(fā)展，就要重視跆拳道運動中的膝關(guān)節(jié)損傷問題，采取合適有效的預(yù)防手段，提高跆拳道運動的科學(xué)性，減少運動員在訓(xùn)練及比賽中的損傷，提高運動、比賽的效果和成績，有針對性地延長運動員的運動壽命。

系統(tǒng)了解跆拳道運動中膝關(guān)節(jié)損傷的原因、特點，對跆拳道運動的教學(xué)、訓(xùn)練有重要的現(xiàn)實意義。結(jié)合膝關(guān)節(jié)損傷的原因和特點，能夠有針對性地進行預(yù)防，從而減少膝關(guān)節(jié)損傷的概率，增強運動員的身體素質(zhì)，強化跆拳道運動的訓(xùn)練效果和質(zhì)量，切實改變我國跆拳道運動員膝關(guān)節(jié)損傷較為嚴重的狀況。

一、跆拳道運動中的膝關(guān)節(jié)損傷原因

膝關(guān)節(jié)作為人體最大且最為復(fù)雜的關(guān)節(jié)，主要由股骨、脛骨、腓骨組成，還包括內(nèi)外側(cè)副韌帶、前后交叉韌帶、內(nèi)外半月板。膝關(guān)節(jié)在跆拳道運動中的使用頻率較高，膝關(guān)節(jié)損傷主要有下面幾個方面的原因。

1.部分動作違反生物力學(xué)。部分跆拳道動作違反了生物力學(xué)，因此運動員很容易在訓(xùn)練和比賽過程中造成膝關(guān)節(jié)損傷。一般而言，膝關(guān)節(jié)的活動有其活動范圍，在這個范圍內(nèi)，膝關(guān)節(jié)的活動不會造成膝關(guān)節(jié)的損傷，可以保持其柔韌性和靈活性，但是，當(dāng)一些動作或活動超出膝關(guān)節(jié)的承受范圍時，很容造成膝關(guān)節(jié)的損傷，比如跆拳道運動中的側(cè)踢、旋踢等。

2.主觀重視程度不夠。除了上面提到的跆拳道運動容易造成膝關(guān)節(jié)損傷之外，運動員的主觀意識也容易導(dǎo)致膝關(guān)節(jié)損傷問題，這主要表現(xiàn)為以下兩點。第一，準(zhǔn)備活動不足。進行跆拳道運動前的準(zhǔn)備活動，能夠增加肌肉和韌帶的伸展性，充足的準(zhǔn)備活動能夠有效減少運動損傷。第二，運動員及教練缺乏對跆拳道運動綜合理論知識的學(xué)習(xí)，雖然對跆拳道動作非常了解，但在人體力學(xué)、體育保健方面欠缺較為專業(yè)的理論知識。

3.練習(xí)強度過大。跆拳道訓(xùn)練強度較大，練習(xí)頻率過高，這樣會降低下肢的靈活性，產(chǎn)生身體運動性疲勞，減弱神經(jīng)系統(tǒng)的興奮性和均衡性，從而導(dǎo)致運動員反應(yīng)遲緩，膝關(guān)節(jié)損傷的機會增大。此外，由于跆拳道十分注重腿法，練習(xí)過程中腿法練習(xí)居多，因此，膝關(guān)節(jié)練習(xí)負荷過大，容易損傷。

二、跆拳道運動中的膝關(guān)節(jié)損傷特點

跆拳道運動損傷，主要集中在下肢部位，損傷后需要較長的恢復(fù)時間，其治療和恢復(fù)效果直接影響跆拳道運動員的職業(yè)生涯。其中，膝關(guān)節(jié)損傷較為普遍，膝關(guān)節(jié)損傷呈現(xiàn)如下特點：就部位而言，膝關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)容易損傷；就損傷頻率而言，軟組織和韌帶容易拉傷。由于跆拳道運動時，軟骨關(guān)節(jié)面和股骨內(nèi)側(cè)過度摩擦，容易造成髕骨軟骨傷，膝關(guān)節(jié)運動不當(dāng)甚至?xí)霈F(xiàn)髕骨骨折。

三、跆拳道運動中膝關(guān)節(jié)損傷的預(yù)防

預(yù)防跆拳道運動中的膝關(guān)節(jié)損傷，不僅能夠增強運動員體質(zhì)，還能迅速提高我國跆拳道運動技術(shù)水平。結(jié)合上述膝關(guān)節(jié)損傷的原因和特點，在預(yù)防跆拳道膝關(guān)節(jié)損傷時，應(yīng)當(dāng)采取針對性的措施。

1.注重相關(guān)理論知識學(xué)習(xí)。理論知識主要包括與跆拳道相關(guān)的人體生物力學(xué)及體育保健方面的知識。比如，對于跆拳道中一些違反生物力學(xué)的動作，應(yīng)當(dāng)在訓(xùn)練過程中給予高度關(guān)注；平時訓(xùn)練時注意保持膝關(guān)節(jié)內(nèi)部的平衡狀態(tài)；等等。

2.增強運動前準(zhǔn)備和自我保護的意識。在準(zhǔn)備訓(xùn)練和比賽時，要先分析訓(xùn)練和比賽的特點和內(nèi)容，既要做好準(zhǔn)備活動，又要結(jié)合訓(xùn)練、比賽的具體內(nèi)容進行專項準(zhǔn)備，還要加強自身素質(zhì)，增加膝關(guān)節(jié)力量和韌度的訓(xùn)練。在對戰(zhàn)時，運動員應(yīng)當(dāng)有強烈的自我保護意識，不能疏忽大意，要穿好相應(yīng)的護具，增強判斷動作的能力。

3.采取手段及時恢復(fù)。一味地增加訓(xùn)練強度，容易導(dǎo)致運動員產(chǎn)生身體性疲勞，這樣會積累越來越多的運動疲勞，無法產(chǎn)達到良好的訓(xùn)練效果。在訓(xùn)練時，需掌握好運動員疲勞的臨界點，并在此基礎(chǔ)上適當(dāng)增加難度和頻率，及時采取相應(yīng)的手段進行調(diào)節(jié)，有效恢復(fù)運動員的身體素質(zhì)，增強訓(xùn)練效果。

參考文獻：

[1]龐俊鵬.跆拳道運動中膝關(guān)節(jié)的損傷及其預(yù)防[J].體育成人教育學(xué)刊，2009（1）.

第4篇：生物力學(xué)研究方向范文

[摘要] 目的：通過測定單節(jié)段固定后相鄰脊柱的椎體、椎間盤、關(guān)節(jié)突在脊柱前屈、后伸、左側(cè)屈、右側(cè)屈、左旋轉(zhuǎn)、右旋轉(zhuǎn)時的應(yīng)力情況，來確定腰椎內(nèi)固定術(shù)中螺釘?shù)淖罴阎睆健７椒ǎ阂繮anjabi法制備腰椎模型，對體脊柱標(biāo)本分別進行垂直壓縮、前屈、后伸、左側(cè)屈、右側(cè)屈、左旋轉(zhuǎn)、右旋轉(zhuǎn)7種方向非破壞性加載，確定最佳螺釘直徑的選擇。結(jié)果：垂直壓縮時，直徑5.5 mm組和直徑6.5 mm組螺釘?shù)膽?yīng)力情況比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05）。在后伸的應(yīng)力中，直徑6.5 mm組的內(nèi)、外、前、后側(cè)所受應(yīng)力顯著高于直徑5.5 mm組螺釘?shù)膽?yīng)力（P

[關(guān)鍵詞] 腰椎；內(nèi)固定；相鄰脊柱；生物力學(xué)

[中圖分類號] R681.5 [文獻標(biāo)識碼]A[文章編號]1673-7210（2011）08（a）-013-04

治療腰椎骨折、腰椎間盤突出的根本目的是減輕疼痛、矯正畸形、避免壓迫神經(jīng)血管、穩(wěn)定脊柱三維結(jié)構(gòu)[1]。而維持脊柱生物力學(xué)功能則是脊柱治療的核心所在，1983年Denis的“脊柱三柱理論”[1-2]，成為指導(dǎo)臨床的理論力學(xué)基礎(chǔ)，近幾十年發(fā)展起來的椎弓根螺釘內(nèi)固定技術(shù)正是緊緊把握“脊柱椎弓根”這個力學(xué)核心而發(fā)展起來的全新技術(shù)，達到了較為理想的治療目的。隨著脊柱生物力學(xué)及材料科學(xué)的發(fā)展，誕生了以椎弓根螺釘內(nèi)固定系統(tǒng)為代表的新一代脊柱內(nèi)固定技術(shù)，椎弓根螺釘內(nèi)固定系統(tǒng)緊緊圍繞椎弓根這個脊柱力學(xué)核心，有效地完成了脊柱的三維固定，符合脊柱的生物力學(xué)要求及脊柱的三維空間活動，成為目前常用的脊柱內(nèi)固定系統(tǒng)。

本研究旨在通過測定各節(jié)段固定后相鄰脊柱的椎體、椎間盤、關(guān)節(jié)突在脊柱前屈、后伸、左側(cè)屈、右側(cè)屈、左旋轉(zhuǎn)、右旋轉(zhuǎn)時的應(yīng)力情況，來尋找腰骶椎弓根內(nèi)固定術(shù)中進釘點、進釘方向、螺釘?shù)淖罴阎睆?，從而為腰骶椎弓根螺釘固定術(shù)提供技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、理論依據(jù)和最佳方案，還可為廠家設(shè)計生產(chǎn)新的腰骶椎弓根應(yīng)用鋼板、螺釘系統(tǒng)提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 實驗標(biāo)本標(biāo)本由內(nèi)蒙古醫(yī)學(xué)院解剖實驗室提供：8具新鮮成人尸體脊柱標(biāo)本（T12~S1），均為25~35歲男性，生前無脊柱疾患（通過DR以排除骨折、脫位畸形）。剔除肌肉及脂肪等軟組織、保留韌帶、關(guān)節(jié)囊和骨性結(jié)構(gòu)的完整。將標(biāo)本上端和下端分別用聚甲基丙烯酸甲酯包埋在有機玻璃制成的包埋盒中，直立使兩包埋盒底在同一平行平面，用雙層塑料袋密封儲存在-23℃冰框中備用，試驗前移至普通冰箱及室溫下逐級解凍。

1.1.2 實驗儀器數(shù)碼相機：日本產(chǎn)佳能EOS400單反數(shù)碼相機（1 010萬像素）2臺。WDW-10型微機控制電子萬能實驗機（力學(xué)加載器及負荷傳感器，濟南實驗機廠）。內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)力學(xué)實驗室提供TS-3861型恒流式靜態(tài)電阻應(yīng)變儀。LVDT位移傳感器（揚州泰司電子有限公司），X-Y函數(shù)記錄儀（江蘇盈譽科技有限公司），X線攝片（DR）機及便攜式X光機（上海大華儀表廠，美國GE公司），由內(nèi)蒙古醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院放射科提供聚光燈、手術(shù)刀片、椎板咬骨鉗、髓核鉗、咬骨鉗等手術(shù)、解剖器械若干，實驗螺釘螺紋長度在35 mm，螺釘間最小間隔5 mm，螺釘直徑在5.5 mm和6.5 mm（直徑5.5 mm組和直徑6.5 mm組），螺釘間最小間隔0.5 mm。

1.2 方法

1.2.1 腰椎模型的制備依Panjabi法制備腰椎模型：首先切斷L2~3、L3~4的棘上韌帶、棘間韌帶和黃韌帶，然后離斷雙側(cè)L3椎體峽部，解離L3~4的關(guān)節(jié)小囊，而后將L3椎體后弓完全游離取出，最后于L3~4椎間隙處切斷后縱韌帶，并摘除髓核。

1.2.2 內(nèi)固定的安裝和模型的固定采用常規(guī)手術(shù)方法，先用直徑3.5 mm的手錐鉆入滑脫椎體的椎弓根，經(jīng)克氏針探查無誤后擰入提拉螺釘經(jīng)X線測試，使螺釘?shù)撞康亩稇?yīng)變片位于上、下兩個方向，分別為1-1，1-2，2-1，2-2，3-1，3-2， 4-1，4-2；常規(guī)方法安裝應(yīng)變片的固定棒。將標(biāo)本兩端（L1、L5）分別置于兩個杯狀夾具內(nèi)，用聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）灌注，準(zhǔn)確包埋固定于夾具中心，保證測量精度。測量前先進行溫度補償，并預(yù)加載100 N壓縮力以消除脊柱黏彈性對測量的影響。測量過程中，用生理鹽水保持標(biāo)本濕潤。對標(biāo)本分別進行垂直壓縮、前屈、后伸、左側(cè)屈、右側(cè)屈、左旋轉(zhuǎn)、右旋轉(zhuǎn)七種方向非破壞性加載，模擬人體正常生理活動狀態(tài)。垂直壓縮載荷：垂直加載至500 N，加載速度為5 mm/min；前屈、后伸、左右側(cè)彎、左右旋轉(zhuǎn)載荷：加載臂上80 mm處加載100 N，即8 N?m的最大載荷。

1.2.3 數(shù)據(jù)的測定測定各節(jié)段固定后相鄰脊柱的椎體、椎間盤、關(guān)節(jié)突在脊柱前屈、后伸、左側(cè)屈、右側(cè)屈、左旋轉(zhuǎn)、右旋轉(zhuǎn)時的應(yīng)力情況。相鄰腰椎椎間孔的形態(tài)及其與神經(jīng)根、椎間盤及椎體后部結(jié)構(gòu)的解剖關(guān)系變化。

1.3 統(tǒng)計學(xué)方法

采用SPSS 13.0統(tǒng)計學(xué)軟件進行統(tǒng)計分析，計量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（x±s）表示。根據(jù)虎克定律σ＝E?ε（E為彈性模量，ETi-6Al-4V＝16.5 GPa，σ為應(yīng)力，ε為應(yīng)變）應(yīng)力與應(yīng)變成正比，通過應(yīng)變可以計算出應(yīng)力。配對樣本資料進行t檢驗分析各種模擬手術(shù)狀態(tài)與正常脊柱標(biāo)本相比是否有顯著性變化。組間樣本均數(shù)的比較采用方差分析（ANOVA）。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 垂直壓縮時各測量點的應(yīng)力情況

在600 N的力垂直壓縮下，各個點的受力情況見表1。直徑5.5 mm組和6.5 mm組的螺釘組間比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05）。

2.2 前屈和后伸載荷下各測量點的應(yīng)力分布

用10 N?m載荷測試前屈和后伸，棒的前、外側(cè)受到壓縮應(yīng)力（負值），后、內(nèi)側(cè)受到拉伸應(yīng)力（正值）。在前屈的應(yīng)力中，直徑5.5 mm組和直徑6.5 mm組螺釘?shù)膬?nèi)、外側(cè)所受應(yīng)力差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05），同時前、后側(cè)所受應(yīng)力差異也無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05）。在后伸的應(yīng)力中，直徑6.5 mm組的內(nèi)、外側(cè)所受應(yīng)力顯著高于直徑5.5 mm組螺釘?shù)膽?yīng)力（P

2.3 左側(cè)屈和右側(cè)屈載荷下各測量位點應(yīng)力分布

用10 N?m載荷測試左側(cè)屈和右側(cè)屈，棒的前、外側(cè)受到壓縮應(yīng)力（負值），后、內(nèi)側(cè)受到拉伸應(yīng)力（正值）。在左側(cè)屈的實驗中，直徑5.5 mm組和直徑6. mm組螺釘?shù)膬?nèi)（1-2，2-1）、外側(cè)（3-1，4-2）所受應(yīng)力差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05），而其前、后側(cè)所受應(yīng)力差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P0.05），而其前、后側(cè)所受應(yīng)力顯著差異（P

2.4 左旋轉(zhuǎn)和右旋轉(zhuǎn)載荷下各測量位點應(yīng)力分布

用10 N?m載荷測試左旋轉(zhuǎn)和右旋轉(zhuǎn)，螺釘?shù)那啊⑼鈧?cè)受到壓縮應(yīng)力（負值），后、內(nèi)側(cè)受到拉伸應(yīng)力（正值）。在左旋轉(zhuǎn)的實驗中，直徑5.5 mm組的內(nèi)（1-2，2-1）、外側(cè)（3-1，4-2）所受應(yīng)力顯著低于直徑6.5 mm組螺釘（P0.05）。在右旋轉(zhuǎn)的實驗中，直徑5.5 mm組的內(nèi)、外側(cè)所受應(yīng)力與直徑6.5 mm組的比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05），而其前、后側(cè)所受應(yīng)力比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P

3 討論

3.1 關(guān)于腰椎內(nèi)固定系統(tǒng)

內(nèi)固定系統(tǒng)最早于100多年前用于骨折。而后發(fā)展到了脊椎，從而經(jīng)椎弓根內(nèi)固定系統(tǒng)（PS）開始用于臨床。PS技術(shù)是近年來后路脊柱內(nèi)固定方法最顯著的發(fā)展[3]。被認為是椎體的“力量核心”的椎弓根是椎體的最堅強部分。20世紀(jì)40年代有了最早使用它的報道[4]，Boucher于1959年將其用于后路腰椎融合手術(shù)，Roy-Caunllille于1965年最早在臨床應(yīng)用經(jīng)椎弓根內(nèi)固定系統(tǒng)-Roy-Cannflille釘板系統(tǒng)。到了20世紀(jì)80年代Dick內(nèi)固定系統(tǒng)的誕生標(biāo)志著脊柱外科發(fā)展史上一個新的里程碑的到來，該系統(tǒng)屬于短節(jié)段經(jīng)椎弓根內(nèi)固定系統(tǒng)，具有三維矯正畸形的先進性[5]。從此經(jīng)椎弓根內(nèi)固定技術(shù)有迅猛發(fā)展。脊柱節(jié)段承受載荷后,椎間盤及韌帶受力后產(chǎn)生形變，表現(xiàn)為節(jié)段間的運動,在分析節(jié)段間運動時，一般可將節(jié)段上、下椎骨視為不變形體，而將椎骨的連接結(jié)構(gòu)看成可變形體。節(jié)段運動就是上下椎骨空間位置的相對改變。根據(jù)剛體運動學(xué)理論，剛體上任意不共線的運動代表了整個剛體的運動[6]。內(nèi)固定系統(tǒng)可以分為釘棒系統(tǒng)和椎弓根系統(tǒng)，釘棒系統(tǒng)如CD、TSRH、RF等能提供不同的力量而如Steffee、Roy-Cammizle、Ao、Louis等，椎弓根系統(tǒng)包括加壓、冠狀面和矢狀面的移位和旋轉(zhuǎn)釘板系統(tǒng)[7]。在美國，PS技術(shù)直到1998年8月才獲得FDA批準(zhǔn)[8]，北美脊柱外科協(xié)會建議將PS應(yīng)用于脊柱創(chuàng)傷及退變性滑脫等。歐洲及其他地區(qū)普遍將PS技術(shù)應(yīng)用于創(chuàng)傷、滑脫、腫瘤、畸形等[9]。國內(nèi)自1986年開始逐步將該技術(shù)應(yīng)用于臨床[10]，其使用范圍包括脊柱骨折、退變畸形、腫瘤等。椎弓根形態(tài)學(xué)研究對于選擇合適的PS有非常重要的意義。

3.2 不同直徑時相鄰脊柱垂直壓縮、前屈和后伸、左側(cè)屈和右側(cè)屈及左旋轉(zhuǎn)和右旋轉(zhuǎn)時的應(yīng)力情況

一般來說螺釘?shù)闹睆皆酱?，越穩(wěn)定。本研究證實了這一點。有報道提出[11]，螺釘?shù)闹睆綄τ谄浒纬隽]有明顯影響，而其屈曲強度受其直徑的影響頗大。有實驗用五種不同直徑的螺釘做拔出實驗結(jié)果表明，直徑越大越難拔出。本實驗用直徑為5.5 mm和6.5 mm的螺釘對腰椎進行融合，結(jié)果顯示，融合界面，與相鄰腰椎的內(nèi)，在垂直壓縮下二者差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05）。而在后伸的應(yīng)力中，其內(nèi)、外、前、后側(cè)的應(yīng)力均是6.5 mm的螺釘較高（P

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第5篇：生物力學(xué)研究方向范文

到底是什么促使馮元楨做出這樣的選擇？他成功的秘訣又是什么？他具有傳奇色彩的人生故事也許會告訴你答案。

留學(xué)加州的中國尖子

1919年，馮元楨出生于江蘇常州。他讀書成長的時期，正是一個戰(zhàn)火紛飛的年代。在那時，學(xué)習(xí)航空專業(yè)，為國家制造飛機，是很多年輕學(xué)子最向往的事情。20世紀(jì)40年代，馮元楨從國立中央大學(xué)航空系畢業(yè)，取得了碩士學(xué)位，成為中國第一屆航空系畢業(yè)生。

馮元楨的父親是一位畫家。雖然自己是從事文藝的，但當(dāng)時父親認為，近代中國學(xué)文的人毫無用武之地，對拯救國家也沒什么用處，因此也非常支持馮元楨學(xué)習(xí)工程學(xué)。馮元楨對科學(xué)孜孜追尋的動力，最初也正是來源于父親的鼓勵。

1944年，美國提供了一筆獎學(xué)金，資助20名中國學(xué)生赴美留學(xué)，成績一向優(yōu)異的馮元楨順利通過了選拔考試，獲得了去往美國加州理工學(xué)院深造的資格。

當(dāng)時的加州理工學(xué)院航空系已經(jīng)在全世界享譽盛名。著名的工程力學(xué)和航空技術(shù)權(quán)威馮?卡門教授，以及中國航空航天之父錢學(xué)森都執(zhí)教于此?？墒钱?dāng)27歲的馮元楨幾經(jīng)輾轉(zhuǎn)漂洋過海來到這里時，加州理工學(xué)院卻通知他，那筆資助的獎學(xué)金已經(jīng)過期。眼看留學(xué)的希望就要落空，這時一位航空系的教授答應(yīng)為馮元楨提供一個實驗室研究助理的職位，從而幫助他完成學(xué)業(yè)。

在馮元楨的眼中，加州理工學(xué)院的好處就是，學(xué)術(shù)氛圍很自然，學(xué)習(xí)節(jié)奏不緊不松。學(xué)校比較尊重研究生，他們在學(xué)校甚至能像老師一樣擁有自己的辦公室，這是加州理工學(xué)院不同于其他學(xué)校的地方。馮元楨在這里接受了航空領(lǐng)域最前沿的理論，因為基礎(chǔ)很好，僅用兩年，他就獲得了航空工程的博士學(xué)位，并且是畢業(yè)生中的佼佼者，最后留校任教。

充滿興趣的研究

年輕的馮元楨眼界開闊，興趣廣泛。20世紀(jì)40年代，美國華盛頓州的塔科馬吊橋在建成4個月后被大風(fēng)吹垮，舉世震驚。風(fēng)力為何會將一座如此堅固的吊橋摧毀？這其中的道理是什么呢？正在美國念書的馮元楨對此產(chǎn)生了濃厚的興趣。于是，在沒有人提供指導(dǎo)的情況下，他開始利用學(xué)校里一個閑置的風(fēng)洞做起了自己的實驗。他親手制作了吊橋模型，觀察它在人工氣流中的受力關(guān)系。通過對吊橋的研究以及其他實驗的積累，馮元楨提出了空氣彈性力學(xué)理論，從而解決了航空架構(gòu)和空氣動力如何相互作用的問題，這是航空領(lǐng)域里具有突破性的成果。他的專著《空氣彈性力學(xué)》在1955年出版，這本書在學(xué)界的影響持續(xù)至今。

回首過往，馮元楨認為，正是對吊橋充滿興趣的研究為他日后的轉(zhuǎn)行埋下了一顆種子。馮元楨說，從那以后，我自己做研究就是因為好玩，沒有人告訴你應(yīng)該做什么，完全憑自己的興趣。

意外與轉(zhuǎn)變

1957年，已經(jīng)成為加州理工學(xué)院教授的馮元楨赴德國休假。他來到了大師云集的哥廷根大學(xué)。在哥廷根大學(xué)，馮元楨發(fā)現(xiàn)，教授們挑選研究題目非常自由，主持工作也絕對自由，校方不會提出任何具體的要求。這里的氣氛讓一向主張學(xué)術(shù)自由的馮元楨興奮不已，并且受到了鼓舞。

令馮元楨沒想到的是，在哥廷根大學(xué)訪問期間發(fā)生的一件事徹底改變了他以后的學(xué)術(shù)生涯――他遠在國內(nèi)的母親生病了。

而此時，恰好馮元楨所在的航空研究所旁邊就是生理學(xué)圖書館，哥廷根大學(xué)一向以數(shù)量豐富的藏書聞名世界。于是，他每天泡在圖書館中閱讀生理學(xué)著作，希望可以幫助母親治病。

母親的病或許是促成馮元楨轉(zhuǎn)向研究人體的最重要的原因，至少在當(dāng)時他的確想要通過自己的研究對母親有所幫助。馮元楨說，后來自己年紀(jì)大了才慢慢了解，母親是無論你做什么、怎樣她都開心，都會支持你。

馮元楨把查閱到的資料寄給了國內(nèi)給母親看病的大夫。在接觸生理學(xué)的過程中，他也認識到，人體運動、血液循環(huán)、人的臟器等都有力的作用在其中。能否通過對生物體的力學(xué)研究，來分析疾病的產(chǎn)生機制，從而為預(yù)測和治療疾病提供幫助呢？這是一個前人未曾探索過的領(lǐng)域。他對這個挑戰(zhàn)充滿了興趣。

從德國返回加州理工學(xué)院后，經(jīng)過考慮，馮元楨開始了將力學(xué)和生物學(xué)研究結(jié)合到一起的準(zhǔn)備工作。在他眼中，人體就像一個比飛行系統(tǒng)更復(fù)雜的工程，而且它要有趣得多。

初入生理學(xué)研究

完全沒有生理學(xué)研究背景的馮元楨，要走出第一步談何容易。

那時馮元楨已經(jīng)人到中年，要從頭開始學(xué)習(xí)生理學(xué)，這需要付出常人難以想象的努力。他要懂得醫(yī)學(xué)，懂得醫(yī)生對什么問題感興趣，懂得生理現(xiàn)象，這是一大困難；更重要的是周圍的人還不理解，他們也許認為這樣的研究沒有什么價值。

可是在馮元楨看來，只要有興趣，一切都不是難題。為了彌補生理學(xué)知識的欠缺，他想了很多辦法。馮元楨認為，自己沒有生物學(xué)根底，最簡單的辦法就是找一個學(xué)生理學(xué)的朋友。而幸運的是，他找到了兩個好搭檔：一個叫索賓（Sobin），哈佛大學(xué)畢業(yè)的生理學(xué)博士后；另一個叫茲韋費克（Zewifach），在紐約大學(xué)醫(yī)學(xué)院取得了博士學(xué)位，這兩個優(yōu)秀的生理學(xué)家成為了馮元楨最好的朋友。馮元楨一邊跟他們請教生理學(xué)知識，一邊學(xué)習(xí)做解剖實驗。

漸入研究后，馮元楨發(fā)現(xiàn)，生理學(xué)研究涉及血管與血流，人體發(fā)生血管硬化等問題，是因為血液在發(fā)生病變的地方流動混亂，研究血液流動的動力學(xué)規(guī)律顯然很有意義，這樣一個生理學(xué)的問題就可以變成力學(xué)問題。

然而當(dāng)馮元楨進一步開展實驗時，他面臨一個繞不開的問題。做科研，需要經(jīng)費。人體研究，開銷尤其大，經(jīng)費來源怎么解決呢？雖然困難重重，馮元楨堅持著自己的興趣。他覺得人要工作自由，這比任何事情都重要，不能因為經(jīng)費問題就輕易放棄。

一個新領(lǐng)域的誕生

1966年，47歲的馮元楨從加州理工學(xué)院辭職，來到了剛剛創(chuàng)建的加州大學(xué)圣迭戈分校。這里為他提供了更加自由的科研空間。

加州大學(xué)圣迭戈分校生物工程系是馮元楨工作的地方，四十多年前，這里的科研條件和今天是遠遠不能相比的。但馮元楨為自己的研究投入了極大的熱情，每天工作十幾個小時。每到周六，他和同事都早早地起床，到離家很遠的一個醫(yī)院去聽病例討論會。馮元楨認為，多聽聽醫(yī)生發(fā)現(xiàn)的實際問題，就能知道研究該從哪里入手。馮元楨從生理問題開始，尋找解決難題的力學(xué)理論依據(jù)，兩者結(jié)合使他確立了最初的研究方向。

在馮元楨的實驗室里有一張人體肺部血管圖，那是他最得意的作品，研究人體肺部的血管分布，花費了他十多年的時間，他因此掌握了肺部血液循環(huán)的流體力學(xué)規(guī)律，讓馮元楨欣慰的是，這個工作對醫(yī)療工作有極大幫助。

馮元楨與同事的研究范圍還包括心臟、腸、高血壓、組織等。他用力學(xué)方法來研究生物組織，在生物力學(xué)的領(lǐng)域中提出新的概念。如今生物力學(xué)已經(jīng)涉及到了宇航、交通安全、體育等多個領(lǐng)域。

第6篇：生物力學(xué)研究方向范文

【關(guān)鍵詞】 腰椎滑脫；椎弓根固定；椎間植骨；治療應(yīng)用

隨著脊柱外科領(lǐng)域生物力學(xué)和手術(shù)技術(shù)的發(fā)展以及器械的更新，對有癥狀的腰椎滑脫手術(shù)治療日益受到重視，現(xiàn)較通用的方法為后路椎弓根系統(tǒng)加椎間融合器固定，但對基層來說，費用偏高，同時，對椎間融合器的后期并發(fā)癥亦有不良報道。我們采用椎弓根內(nèi)固定椎板及椎間植骨融合技術(shù)治療腰椎滑脫21例，所有患者均有隨訪，療效滿意，現(xiàn)總結(jié)報告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 本組腰椎滑脫患者21例，男8例，女13例，年齡32～59歲，平均43歲。病程4個月～6年，平均28個月，均存在不同程度的下腰痛，其中伴有椎間盤突出者9例；間歇性跛行11例；伴有明顯椎管狹窄者12例；雙側(cè)或單側(cè)下肢放射痛或麻木10例；跟腱反射減弱或消失12例；肌力減弱13例；患者術(shù)前均進行X線及CT檢查，Ⅰ度滑脫15例，Ⅱ度滑脫6例；L4/5滑脫9例，L5/S1滑脫8例；峽部裂10例，退行性變7例。

1.2 手術(shù)方法 本組所有患者均取俯臥位，連續(xù)硬膜外麻醉或全麻，墊胸枕和髂枕。手術(shù)以病變節(jié)段為中心，作后正中縱行切口，骨膜下剝離顯露棘突、椎板、小關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)及橫突根部，確定峽部裂的部位。首先確定要打入螺釘?shù)淖刁w，，用C型臂X線機定位，充分暴露滑脫節(jié)段上下椎板，兩側(cè)小關(guān)節(jié)突，確定椎弓根穿刺點，手錐鉆孔后插入4枚導(dǎo)針，根據(jù)C-.arm透視確定螺釘?shù)慕嵌燃伴L度。擰入椎弓根釘，透視位置良好后，如為RFⅡ拉力螺釘，通過旋緊螺帽對滑椎產(chǎn)生推拉力，使病變椎體與下位椎體之間產(chǎn)生撐開或加壓力，根據(jù)滑脫情況進行復(fù)位；復(fù)位及撐開完成后，調(diào)整并緊固螺帽完成堅強內(nèi)固定。如為ESS釘，我們首先將連接棒預(yù)彎，連接好后套在4個椎弓根螺釘上，調(diào)整好角度后利用杠桿復(fù)位固定。它們的共同特點是固定堅固可靠，可使椎管明顯擴大，利于患者術(shù)后早期下床活動，并進行功能練習(xí)。由于椎體滑移引起的病理變化是以上下小關(guān)節(jié)突為核心向椎管并向神經(jīng)根管發(fā)展的，因此在椎板減壓的基礎(chǔ)上進行神經(jīng)根管的減壓是十分必要的。一般將上位椎體下關(guān)節(jié)突的下1/3和下位椎體上關(guān)節(jié)突內(nèi)側(cè)2/3去除，小骨塊備用，向外側(cè)擴大顯露，給予徹底松解神經(jīng)根，切開膨出或突出的纖維環(huán)，使用絞刀盡量徹底切除椎間盤組織，達薄層終板，準(zhǔn)備椎間隙植骨床，切除滑脫間隙椎間盤并于椎間兩側(cè)分別鑿2.0cm×1.5cm×1.5cm大小骨槽。在相鄰椎體的相對面修出出血骨面，先撐開椎間隙，填入取下的修整好的顆粒骨，再擊入取好的自體髂骨塊，捶擊植骨塊至椎體后緣內(nèi)陷2～3 mm，不使骨塊突入椎管。最后調(diào)整連桿加壓，鎖定螺母。同時將剪好的骨條植在椎板間，術(shù)后置管引流3天，臥床6～8周。臥床期間鼓勵病人雙下肢直腿抬高運動，以防止術(shù)后神經(jīng)根粘連。6周后配帶腰圍下地行走，腰圍配帶3個月。

2 結(jié)果

本組患者隨診6～24個月，平均16個月。本組21例患者中，自體松質(zhì)骨植骨融合率100%；腰椎滑脫的復(fù)位情況：完全復(fù)位20例，滑脫復(fù)位率94.1%。未完全復(fù)位1例，為Ⅱ度滑脫患者，主要原因是椎弓根釘位置不佳，把持力下降，使復(fù)位力量減弱而造成。術(shù)后椎間隙高度少許丟失，平均減少2.0 mm。JOA評分包括主觀癥狀（0～9分）和客觀體征（0～6分），無癥狀者15分，手術(shù)前及隨訪時進行二次評分，計算好轉(zhuǎn)率。好轉(zhuǎn)率（RIS）=［（術(shù)后評分-術(shù)前評分）/（15-術(shù)前評分）］×100%。RIS＞75%為優(yōu)，50%～74%為良，25%～49%為中，0～24%或JOA評分低于術(shù)前的為差。自覺癥狀含腰痛、下肢麻木及疼痛、步行能力3部分。體征含直腿抬高試驗、感覺、肌力3部分。影像學(xué)評估顯示所有患者均植骨融合，滑脫率、滑脫角、椎間隙高度及椎間孔高度與術(shù)前相比均明顯改善，滑脫椎體基本復(fù)位且隨訪復(fù)位無丟失，椎弓根單枚螺釘松動1例，椎間隙高度維持較好，下腰椎生理弧度恢復(fù)正常。JOA評分：優(yōu)5例，良11例，中1例，優(yōu)良率為92.3%。

3 討論

腰椎滑脫是臨床常見病，占腰痛病人總數(shù)的5%。絕大多數(shù)發(fā)生在L4、L5?？刹l(fā)椎間盤突出、椎管狹窄，甚至出現(xiàn)足下垂等。近年來，腰椎滑脫治療方法不斷改進，歸因于對滑脫病因、病理的深入認識，其中生物力學(xué)因素尤為重要，發(fā)病機制比較復(fù)雜［1］，其病理變化的共同特點是小關(guān)節(jié)增生、移行、關(guān)節(jié)囊黃韌帶肥厚、鈣化，導(dǎo)致椎管及神經(jīng)根管狹窄。手術(shù)治療的重點是盡可能復(fù)位固定、減壓、植骨融合，而椎間融合技術(shù)是符合生理要求的，也是保持椎間穩(wěn)定、避免內(nèi)固定復(fù)位失效的根本。有報道顯示，后路減壓、前路植骨、前后路聯(lián)合手術(shù)、原位固定植骨融合手術(shù)等，均因療效不佳、并發(fā)癥過高（30%左右）而未能廣泛推廣應(yīng)用［2］。與其他手術(shù)方法相比，經(jīng)椎弓根內(nèi)固定器復(fù)位加椎板及椎間植骨融合技術(shù)具有痛苦小、手術(shù)一次完成、固定堅固、復(fù)位確實、融合可靠，患者可在術(shù)后早期下床活動，同時也能節(jié)省治療費用等優(yōu)點。本組結(jié)果顯示，ESS復(fù)位效果良好，特別是其具有縱向撐開、杠桿復(fù)位、橫向固定、抗旋轉(zhuǎn)等特點，固定堅固可靠，可使椎管顯著擴大，可早期活動進行功能鍛煉，是治療腰椎滑脫有效的裝置之一。本組17例患者中，有1例發(fā)生螺釘松動，為RF內(nèi)固定器。分析其原因，我們認為有以下幾方面因素：植骨融合不確定，骨量少、骨吸收；由于腰椎滑移向前，骨盆前傾，身體重心力向前移，而增加了椎弓根的距離，內(nèi)固定器材料質(zhì)量不佳以及反復(fù)開槽，故易發(fā)生植骨不愈合或內(nèi)植物折斷以及松動。椎體滑脫造成脊椎明顯不穩(wěn)，特別在直立位，所承受的剪力較大，使椎體向前下方滑移，滑椎復(fù)位后這種傾向更大，椎弓根內(nèi)固定系統(tǒng)只是滑脫脊椎復(fù)位的必要手段，對復(fù)位的滑椎只起暫時的穩(wěn)定作用，故復(fù)位后仍有再滑脫的可能［3］，解決這一問題的可靠方法就是植骨融合。后路棘突間、椎板及側(cè)后方橫突間植骨等傳統(tǒng)方法的單純應(yīng)用，長期隨訪的結(jié)果及生物力學(xué)試驗均顯示融合率較低，僅達60%左右，且假關(guān)節(jié)發(fā)生率高［4～7］。椎體間融合術(shù)具有可恢復(fù)椎間隙高度，擴大椎間孔，從而使神經(jīng)根減壓的作用。它具有椎體界面間穩(wěn)定，椎間隙無塌陷，能增大和維持椎間隙和椎間孔高度的特點，可間接擴大神經(jīng)根管和恢復(fù)脊柱生理曲度，利于植骨融合，患者可早期下床活動，進行功能鍛煉。本組結(jié)果顯示，采用經(jīng)椎弓根內(nèi)固定加椎間植骨融合技術(shù)治療腰椎滑脫是一種較理想的治療腰椎滑脫的手術(shù)方法。在腰椎融合應(yīng)用中能取得較高的融合效率，它不僅能應(yīng)用于一般退行性和峽性腰椎滑脫，而且操作方便、減壓徹底、椎間融合率高、復(fù)位滿意、效果良好，與加椎間融合器相比，患者節(jié)省了經(jīng)費，是一種較好的手術(shù)方法。

參考文獻

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第7篇：生物力學(xué)研究方向范文

    生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)是融合理工科學(xué)和生物醫(yī)學(xué)的 理論和方法逐步成長起來的邊緣性學(xué)科，其基本任 務(wù)是運用理工科原理和工程技術(shù)方法，研究和解決 醫(yī)學(xué)和生物學(xué)中的相關(guān)問題。作為一門獨立學(xué)科發(fā) 展的歷史尚不足50年，隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進步， 生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科得到了長足的發(fā)展。它在保障人 類健康和推進疾病的預(yù)防、診斷、治療、康復(fù)等技術(shù) 進步所起的作用日益增強，已經(jīng)成為當(dāng)前醫(yī)療衛(wèi)生 健康發(fā)展的重要基礎(chǔ)和有力技術(shù)支撐。

20世紀(jì)60年代，美國一些著名大學(xué)先后開啟了生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科的建設(shè)，相繼啟動了生物醫(yī)學(xué) 工程專業(yè)人才的培養(yǎng)。美國的生物醫(yī)學(xué)工程教育特 點是在技術(shù)產(chǎn)業(yè)化需求驅(qū)動建立起來的具有其自身 特性,且反映了生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科建設(shè)與發(fā)展的前 沿特征。各個學(xué)校的本科教育課程雖然具有自己的 特色,但在課程設(shè)置上大致可以分為科學(xué)基礎(chǔ)課程、 專業(yè)核心課程、關(guān)注領(lǐng)域課程、設(shè)計課程、人文與社 會科學(xué)課程、專業(yè)選修課程及其他選修課程等六 類Q_2。不同學(xué)校本科課程的主要差異體現(xiàn)在專業(yè) 選修課程及其他選修課程的設(shè)置上，各個學(xué)校根據(jù) 自身的生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域的研究方向和研究水平特 點開設(shè)一些相應(yīng)的選修課程，并培養(yǎng)學(xué)生在相應(yīng)方 向上的研究探索實踐能力。這是美國生物醫(yī)學(xué)工程 本科教育的基本特點。

我國生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)教育起步于20世紀(jì)80 年代,主要發(fā)源于著名工科院校的信息技術(shù)類專業(yè) 和力學(xué)專業(yè),進而逐漸形成的生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)教 育,后來，_些醫(yī)學(xué)院校在醫(yī)學(xué)物理和醫(yī)用計算機技 術(shù)的基礎(chǔ)上相繼開展了生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)教育，于 是在我國基本上形成了這樣兩種類型的生物醫(yī)學(xué)工 程學(xué)科[4_3。上述兩類院校的生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科建 設(shè)發(fā)展模式各具側(cè)重,遵循了共同的學(xué)科基礎(chǔ),在培 養(yǎng)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)人才的應(yīng)用層面上有顯著特 點。相對來說,工科院校的生物醫(yī)學(xué)工程培養(yǎng)模式 注重工程技術(shù)的開發(fā)和功能拓展，醫(yī)科院校則注重 醫(yī)學(xué)與工程結(jié)合、工程技術(shù)在醫(yī)學(xué)中的綜合應(yīng)用。

1 中國生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科發(fā)展思路

    生物醫(yī)學(xué)工程是一種交叉學(xué)科，交叉的學(xué)科基 礎(chǔ)及其融合的緊密程度決定了生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科的 發(fā)展水平,交叉的學(xué)科發(fā)展推動著生物醫(yī)學(xué)工程學(xué) 科的發(fā)展,并且使得生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科研究領(lǐng)域變 得十分廣泛,而且處在不斷發(fā)展之中。

1.1學(xué)科發(fā)展軌跡在中國，基于電子信息工程發(fā)展而來的生物醫(yī) 學(xué)工程學(xué)科，主要包括生物醫(yī)學(xué)儀器、生物醫(yī)學(xué)信號 檢測與處理、生物醫(yī)學(xué)信息計算分析、生物醫(yī)學(xué)成像 及圖像處理分析、生物醫(yī)學(xué)系統(tǒng)建模與仿真、臨床治 療與康復(fù)的工程優(yōu)化方法、手術(shù)規(guī)劃圖像仿真以及 圖像導(dǎo)引手術(shù)及放療優(yōu)化等；有基于力學(xué)發(fā)展而來 的生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科，主要包括生物流體力學(xué)、生物 固體力學(xué)、運動生物力學(xué)、計算生物力學(xué)和微觀尺度 的細胞生物力學(xué)等；基于化學(xué)材料工程發(fā)展而來的 生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科，主要包括生物材料學(xué)、組織工程 與人工器官、物理因子的生物化學(xué)效應(yīng)等。

1.2學(xué)科發(fā)展特點作為交叉學(xué)科的生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科，其發(fā)展的 關(guān)鍵在于交叉學(xué)科間的交叉融合。構(gòu)建一種良好的 交叉結(jié)構(gòu),對推動交叉學(xué)科的發(fā)展具有至關(guān)重要的 作用。約翰霍普金斯大學(xué)對于生物醫(yī)學(xué)工程這樣的 交叉學(xué)科的描述有一個形象的說法：交叉學(xué)科如同 在不同學(xué)科之間建立起連接橋梁,如果在河兩岸沒 有堅實的基礎(chǔ),橋是無法建立好的,對于生物醫(yī)學(xué)工 程這樣一座建立在兩個不同學(xué)科之間的橋來說,它的 發(fā)展要求具有堅實的交叉學(xué)科基礎(chǔ)和交叉學(xué)科緊密 融合深度。那么在生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科構(gòu)建良好的交 叉結(jié)構(gòu),需要選取具有理論支撐和技術(shù)支撐的主干學(xué)科進行交叉,凝練學(xué)科方向,不能大而全,過于寬泛。

目前，醫(yī)學(xué)儀器和醫(yī)學(xué)成像技術(shù)具有良好的應(yīng) 用和發(fā)展前景,應(yīng)該成為生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科的重點 發(fā)展方向。醫(yī)學(xué)儀器和醫(yī)學(xué)成像設(shè)備能有力推動醫(yī) 療產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。醫(yī)療儀器和醫(yī)學(xué)成像設(shè)備是現(xiàn)代醫(yī) 療器械產(chǎn)業(yè)中的主流產(chǎn)品，在產(chǎn)業(yè)發(fā)展中起著主導(dǎo) 和引領(lǐng)作用。其發(fā)展水平已成為一個國家綜合經(jīng)濟 技術(shù)實力與水平的重要標(biāo)志之一。產(chǎn)業(yè)化驅(qū)動也是 學(xué)科發(fā)展的一種動力，也為學(xué)生未來職業(yè)發(fā)展奠定 良好的基礎(chǔ)?；卺t(yī)療衛(wèi)生健康事業(yè)的需求和生命 科學(xué)發(fā)展的大趨勢，生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科應(yīng)大力促進 醫(yī)學(xué)儀器和醫(yī)學(xué)成像方法的學(xué)科建設(shè),從而提升整 個學(xué)科的發(fā)展水平。

生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科的建設(shè)離不開一流的學(xué)術(shù)研 究和學(xué)術(shù)成果的應(yīng)用。一流的學(xué)術(shù)研究不但能提升 學(xué)科的發(fā)展水平,而且能開拓學(xué)科縱深發(fā)展,產(chǎn)生良 好的經(jīng)濟效益和社會效益，進而增強學(xué)科服務(wù)社會 發(fā)展的能力。學(xué)術(shù)研究的前瞻性和創(chuàng)新性將確保學(xué) 科建設(shè)的發(fā)展動力和趨勢以及學(xué)科發(fā)展的活力。

交叉學(xué)科往往具有不同程度的可替代性?？商?代性程度越高，交叉學(xué)科存在的必要性就越小。如 何減小生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科可替代性的程度是需要深 入思考的，是需要提升學(xué)科的特異性的。生物醫(yī)學(xué) 工程學(xué)的學(xué)術(shù)研究主要包括應(yīng)用理論研究和理論應(yīng) 用研究,應(yīng)用理論研究主要涉及生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域 所需要解決的科學(xué)問題，開展新理論、新方法的研 究。 理論應(yīng)用研究主要涉及生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域所需 要解決的科學(xué)和技術(shù)問題,借助理工科的相關(guān)理論 和方法開展應(yīng)用基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究。應(yīng)用理論研 究是理論驅(qū)動型的學(xué)術(shù)研究，理論應(yīng)用研究是應(yīng)用 驅(qū)動型的學(xué)術(shù)研究。 理論驅(qū)動型和應(yīng)用驅(qū)動型是生 物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科學(xué)術(shù)研究的兩種主要模式。 理工科 大學(xué)具有良好的理論創(chuàng)新基礎(chǔ)和強大的交叉的學(xué)科 背景，開展理論驅(qū)動型研究具有自身優(yōu)勢。醫(yī)學(xué)院 校具有豐富的醫(yī)學(xué)資源，面臨著大量需要應(yīng)用理工 知識解決的醫(yī)學(xué)問題,開展應(yīng)用驅(qū)動型研究,將很好 地實現(xiàn)與醫(yī)學(xué)的應(yīng)用融合，具有較好的臨床應(yīng)用價 值,有力推進醫(yī)學(xué)的進步與發(fā)展。各自的學(xué)術(shù)優(yōu)勢 將有利于生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科特色發(fā)展,從而增強其 不可替代的程度，實現(xiàn)學(xué)科可持續(xù)創(chuàng)新發(fā)展。

1.3學(xué)科體系作為一級學(xué)科的生物醫(yī)學(xué)工程，包含學(xué)科的理 論體系和技術(shù)體系，且該體系離不開所交叉的學(xué)科 的理論體系和技術(shù)體系的支撐，此外生物醫(yī)學(xué)工程 學(xué)科理論體系和技術(shù)體系既要有學(xué)科自身的特色， 又要具有可持續(xù)發(fā)展和一定程度上的不可替代性， 這樣學(xué)科才會有旺盛的生命力。要面向醫(yī)療衛(wèi)生、 生物科學(xué)所涉及的重大、重要技術(shù)理論問題及基礎(chǔ) 應(yīng)用開展學(xué)術(shù)研究。實現(xiàn)良好的學(xué)術(shù)研究定位,形 成自己的理論體系和技術(shù)體系。

2 大數(shù)據(jù)時代的生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科發(fā)展

    守正創(chuàng)新是生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科發(fā)展的必由之 路,人類已進入大數(shù)據(jù)時代,所謂大數(shù)據(jù)（big data), 或稱海量數(shù)據(jù)，是指由于數(shù)據(jù)容量太龐大和數(shù)據(jù)來 源過于復(fù)雜,無法在一定時間內(nèi)用常規(guī)工具軟件對 其內(nèi)容進行獲取、管理、存儲、檢索、共享、傳輸、挖掘 和分析處理的數(shù)據(jù)集。大數(shù)據(jù)具有“4V ”特征:①數(shù) 據(jù)容量（volume)大;②數(shù)據(jù)種類（variety)多，常常具 有不同的數(shù)據(jù)類型和數(shù)據(jù)來源；③動態(tài)變化 (velocity)快,如各種動態(tài)數(shù)據(jù)，非平穩(wěn)數(shù)據(jù)，時效性 要求高;④科學(xué)價值(value)大,盡管目前利用率低, 卻常常蘊藏著新知識和重要特征價值或具有重要預(yù) 測價值。大數(shù)據(jù)是需要新的分析處理模式才能挖掘 分析出其蘊藏的重要特征信息[<3。

人體生老病死的生命過程就是一個不斷涌現(xiàn)的 生物醫(yī)學(xué)大數(shù)據(jù)發(fā)生源，這種源源不斷的生物醫(yī)學(xué) 大數(shù)據(jù)的檢測、處理與分析,將給生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科 的建設(shè)與發(fā)展帶來新的機遇和挑戰(zhàn)。模式識別、人 工智能、數(shù)據(jù)挖掘和機器學(xué)習(xí)的發(fā)展將帶動大數(shù)據(jù) 處理技術(shù)的進步。生物醫(yī)學(xué)大數(shù)據(jù)廣泛涉及人類醫(yī) 療衛(wèi)生健康相關(guān)的各個領(lǐng)域：臨床醫(yī)療、基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)、 公共衛(wèi)生、醫(yī)藥研發(fā)、臨床工程、心里、行為與情緒、 人類遺傳學(xué)與組學(xué)、基因和蛋白質(zhì)組學(xué)、遠程醫(yī)療、 健康網(wǎng)絡(luò)信息等，可謂包羅萬象,紛繁復(fù)雜。生物醫(yī) 學(xué)大數(shù)據(jù)中蘊藏了種種有科學(xué)價值的信息,研究有 效的大數(shù)據(jù)挖掘的新理論、新技術(shù)和新方法,對生物 醫(yī)學(xué)大數(shù)據(jù)進行關(guān)聯(lián)和融合計算分析，充分挖掘生 物醫(yī)學(xué)大數(shù)據(jù)中的信息關(guān)聯(lián)和特征關(guān)聯(lián)和數(shù)據(jù)空間 映射關(guān)聯(lián),既能為疾病的預(yù)防、發(fā)生發(fā)展、診斷和治 療康復(fù)提供系統(tǒng)化的全新的認識，有利于深入疾病 機理研究分析，開展個性化診療。還可以通過整合 系統(tǒng)生物學(xué)與臨床數(shù)據(jù)，更準(zhǔn)確地預(yù)測個體患病風(fēng) 險和預(yù)后,有針對性地實施預(yù)防和治療。

生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科所面臨的生物醫(yī)學(xué)大數(shù)據(jù)主 要包括多模態(tài)醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)、多種類醫(yī)學(xué)信號數(shù)據(jù) 以及基因和蛋白質(zhì)組學(xué)的生物信息數(shù)據(jù)。生物醫(yī)學(xué) 大數(shù)據(jù)在生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科領(lǐng)域內(nèi)有著廣泛深遠的 應(yīng)用前景,從三個方面應(yīng)用將推動生物醫(yī)學(xué)工程學(xué) 科的發(fā)展。

(1) 開展多模態(tài)影像大數(shù)據(jù)計算分析。醫(yī)學(xué)影 像學(xué)科的發(fā)展從早期看得到，到看得清，目前的看得 準(zhǔn),未來的趨勢是看得早。只有看得準(zhǔn)和看得早才 有利于臨床早期干預(yù)，提高治療預(yù)期。醫(yī)學(xué)影像大 數(shù)據(jù)計算分析在影像診斷、手術(shù)計劃、圖像導(dǎo)引、遠 程醫(yī)療和病程跟蹤將發(fā)揮越來越大的作用。

建立新的醫(yī)學(xué)影像大數(shù)據(jù)計算分析模型和數(shù)值 計算方法,挖掘多模態(tài)影像數(shù)據(jù)的特征數(shù)據(jù)和特征 關(guān)聯(lián),將會提供強有力的影像診斷分析手段,極大地 推動影像技術(shù)的發(fā)展，具有重要的臨床應(yīng)用價值和 科學(xué)價值。

(2) 開展多種類醫(yī)學(xué)信號大數(shù)據(jù)計算分析。醫(yī) 學(xué)信號大多直接產(chǎn)生于生理和病理過程中的信號， 能在不同層面上表達生理和病理相關(guān)機制特征。融 合多種醫(yī)學(xué)信號的大數(shù)據(jù)計算分析，能對生理病理 過程進行更好更全面的闡釋，不僅能深入了解生理 病理的狀態(tài)特征和過程特征，而且能實現(xiàn)個體健康 監(jiān)測和管理。可以很好地開展回顧性研究和前瞻性 研究,推進系統(tǒng)化的醫(yī)學(xué)應(yīng)用研究。實現(xiàn)強大的多 種醫(yī)學(xué)信號數(shù)據(jù)的特征挖掘及特征關(guān)聯(lián)計算分析。 大數(shù)據(jù)挖掘能夠增加準(zhǔn)確度和發(fā)現(xiàn)弱關(guān)聯(lián)的能力， 能更好地認識生理病理現(xiàn)象和本質(zhì)。

(3) 開展基因和蛋白質(zhì)組學(xué)的生物信息大數(shù)據(jù) 計算分析?；蚪M學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、系統(tǒng)生物學(xué)和比 較基因組學(xué)的不斷發(fā)展涌現(xiàn)了海量的需要計算分析 的生物信息數(shù)據(jù)，已進入計算系統(tǒng)生物學(xué)的時代。 開展生物信息大數(shù)據(jù)計算分析，可以拓展組學(xué)研究 及不同組學(xué)間的關(guān)聯(lián)研究。從環(huán)境交互、個體生活 方式、心里行為等暴露組學(xué)，至細胞分子水平上的基 因組學(xué)、表觀組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、代謝組 學(xué)、基因蛋白質(zhì)調(diào)控網(wǎng)絡(luò),再到人類健康和疾病狀態(tài) 的表型組學(xué)等不同層面不同方向上實現(xiàn)大規(guī)模的關(guān) 聯(lián)計算分析，可以全面闡述生命過程機制,挖掘生命 過程特征及關(guān)聯(lián)特征。

第8篇：生物力學(xué)研究方向范文

廣東省佛山市三水區(qū)人民醫(yī)院脊柱關(guān)節(jié)外科，廣東佛山 528100

[摘要] 目的 探討應(yīng)用股骨近端鎖定鋼板或PFNA治療股骨轉(zhuǎn)子間骨折的臨床療效。 方法 2010年4月—2012年5月該院入選的患者隨機分組，分為股骨近端鎖定鋼板組（n=39），PFNA組（n=42）。記錄1年內(nèi)死亡率、手術(shù)時間、術(shù)中透視時間、術(shù)中出血量、輸血量、末次隨訪髖關(guān)節(jié)Harris評分。 結(jié)果 術(shù)后1年病死率，兩組相似（均死亡1例）。PFNA平均手術(shù)時間55 min（平均49~86 min），低于股骨近端鎖定鋼板手術(shù)時間68 min（平均58~97 min）。術(shù)中透視時間PFNA組明顯少于股骨近端鎖定鋼板組，前者平均180 s（100~340 s），后者260 s（100~410 s），差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）。術(shù)中出血PFNA組110 mL，平均輸血量230 mL，而股骨近端鎖定鋼板組250 mL，平均輸血量245 mL。雖然出血量差異有統(tǒng)計學(xué)意義，但輸血量沒有明顯統(tǒng)計學(xué)意義。兩組均無感染、肺栓塞發(fā)生。在股骨近端鎖定鋼板組，出現(xiàn)4例內(nèi)固定相關(guān)并發(fā)癥。PFNA組出現(xiàn)1例。末次隨訪，PFNA組髖關(guān)節(jié)Harris評分81分，股骨近端鎖定鋼板組76分（P<0.05）。結(jié)論 在掌握應(yīng)用股骨近端鎖定鋼板、PFNA內(nèi)固定治療股骨轉(zhuǎn)子間骨折技術(shù)的情況下，采用PFNA治療不穩(wěn)定型股骨轉(zhuǎn)子間骨折更微創(chuàng)、更有效。

關(guān)鍵詞 股骨轉(zhuǎn)子間骨折；PFNA；股骨近端鎖定鋼板

[中圖分類號] R642[文獻標(biāo)識碼] A[文章編號] 1674-0742（2014）08（a）－0082-03

[基金項目] 佛山市三小區(qū)科技發(fā)展專項基金，資金項目（201220C）。

[作者簡介] 李捷（1978.6-），男，廣東湛江人，本科，主治醫(yī)師，研究方向：骨關(guān)節(jié)脊柱損傷。

股骨轉(zhuǎn)子間骨折內(nèi)固定的選擇仍然是臨床的一個頗有爭議的問題。在過去動力髖螺釘(Dynamic hipscrew， DHS)是最常見的內(nèi)固定方式，手術(shù)技術(shù)難度低，得到廣泛的接受。雖然應(yīng)用廣泛，但存在高失敗率，如螺釘切割或髖內(nèi)翻等。目前，股骨近端髓內(nèi)釘?shù)膹V泛應(yīng)用，憑借其更高的力學(xué)穩(wěn)定性及提供患者早期負重功能鍛煉的優(yōu)勢[1-2]，尤其在反斜型轉(zhuǎn)子下骨折，股骨近端抗旋髓內(nèi)釘(Proximal femoral nail antirotation， PFNA)具有生物力學(xué)優(yōu)勢明顯，縮短住院時間，更低的螺釘切割率[3-4]。PFNA能夠微創(chuàng)置入，減少手術(shù)時間和出血量，使患者能早期進行功能鍛煉[5]。目前也有學(xué)者將股骨近端鎖定鋼板應(yīng)用于股骨轉(zhuǎn)子間骨折，這一現(xiàn)象在國內(nèi)尤其普遍。至于PFNA與股骨近端鎖定鋼板那個更適合應(yīng)用于股骨轉(zhuǎn)子間骨折，尤其在不穩(wěn)定性骨折，相關(guān)的循證醫(yī)學(xué)證據(jù)有限。為此，該研究選取該院2010年4月—2012年5月患者81例為研究對象，對不穩(wěn)定股骨轉(zhuǎn)子間骨折采用PFNA或股骨近端鎖定鋼板治療，對其臨床療效進行研究、分析，現(xiàn)報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

2010年4月—2012年5月該院109例患者采用PFNA或股骨近端鎖定鋼板治療股骨轉(zhuǎn)子間不穩(wěn)定骨折，21例因合并長骨骨折、多發(fā)傷或開放骨折未納入研究。其他88例患者知情同意，簽署書面治療同意書者納入研究?；颊甙慈朐喉樞蚓幪?，根據(jù)隨機數(shù)字表法隨機分組，分為股骨近端鎖定鋼板組（n=39）、PFNA組（n=42），全部病例進行臨床隨訪，采用門診定期預(yù)約隨訪的方法，至末次隨訪共失訪7例。兩組患者，均在受傷后5 d內(nèi)完成手術(shù)治療。受傷原因為摔倒或車禍。PFNA組，男19例，女23例；年齡42～91(72．4±6．8)歲。根據(jù)AO分型：A2．2型10例，A2．3型9例，A3．1型6例，A3．2型9例，A3．3型8例。股骨近端鎖定鋼板組，男18例，女21例；年齡49～84歲(73.6±5.7)歲。其中A2．2型11例，A2．3型9例，A3．1型5例，A3．2型8例，A3．3型6例。術(shù)前患者均患肢置于布朗氏架行患肢脛骨結(jié)節(jié)牽引。兩組患者的性別、人數(shù)、年齡、AO分型等一般資料比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義，具有可比性。

1．2 手術(shù)方法

兩組患者均由熟練掌握手術(shù)技術(shù)副主任醫(yī)師以上級別完成手術(shù)，根據(jù)患者情況，在連續(xù)硬膜外麻或氣管內(nèi)插管全麻醉下進行手術(shù)。

PFNA組：應(yīng)用PFNA治療股骨轉(zhuǎn)子間骨折?；颊呷⊙雠P健側(cè)截石位于牽引床上，C型臂X線機透視下牽引復(fù)位骨折。取股骨大轉(zhuǎn)子上方約5 cm縱向切口，分離臀肌筋膜及臀中肌直至大轉(zhuǎn)子頂點。進釘點為大轉(zhuǎn)子頂點偏內(nèi)側(cè)，透視確定入針點滿意，開路器開孔，置入導(dǎo)針，擴髓后將長度、大小合適的PFNA(辛迪斯公司)插入髓腔。C型臂X線機透視滿意后，安裝135度瞄準(zhǔn)器于股骨頭頸打入1枚抗旋螺釘并透視下加壓固定，根據(jù)骨折穩(wěn)定性股骨遠端打入1枚動力或靜力鎖釘，再次透視確定骨折復(fù)位情況及內(nèi)固定位置。逐層關(guān)閉切口并留置負壓引流1根。該組42例閉合復(fù)位中，2例因閉合復(fù)位不佳需要有限切開協(xié)助復(fù)位。

股骨近端鎖定鋼板組：應(yīng)用股骨近端鎖定鋼板治療股骨轉(zhuǎn)子間骨折?；颊呷⊙雠P健側(cè)截石位于牽引床上，C型臂X線機透視下牽引骨折復(fù)位。從股骨大轉(zhuǎn)子外側(cè)上方向遠端縱向切開，長度10~14 cm。逐層切開，顯露大轉(zhuǎn)子及股骨近段，復(fù)位前后移位的轉(zhuǎn)子間骨塊，并采用克氏針臨時固定，C型臂X線機透視可見骨折端基本達解剖復(fù)位后，在股骨外側(cè)放置股骨近端鎖定鋼板 (蘇州亨杰器械有限公司)，在C型臂X線機透視定位下沿股骨頸方向鉆入導(dǎo)針，測深，置入鎖定螺釘，再依次于股骨體部鉆孔，置入鎖定螺釘。逐層關(guān)閉切口并留置負壓引流1根。

1．3 術(shù)后處理

兩組患者均術(shù)前30 min使用抗生素1次，術(shù)后常規(guī)使用抗生素48 h。術(shù)后引流量<50 mL，拔除引流管。該研究中絕大多數(shù)患者為骨質(zhì)疏松，因此術(shù)后第一周均實行部分負重，術(shù)后6~8周逐漸實現(xiàn)全部負重。術(shù)后1、6、12個月定期門診復(fù)診。

1．4 觀察指標(biāo)

記錄患者年齡、性別、內(nèi)科合并癥、骨質(zhì)疏松程度，手術(shù)時間，術(shù)中透視時間，術(shù)中出血量，輸血量，并發(fā)癥，末次隨訪髖關(guān)節(jié)Harris評分及術(shù)后1年病死率。于術(shù)后3個月按Harris評分對患者髖關(guān)節(jié)進行評估分：優(yōu)，≥90：良，80～89；中，70～79；差，≤70。

1.5 療效標(biāo)準(zhǔn)

骨質(zhì)疏松程度按Singh標(biāo)準(zhǔn)將股骨近端松質(zhì)骨骨小梁排列分為6 級：6級，股骨頸張力和壓力骨小梁完整；5級，股骨頸次張力骨小梁消失、次壓力骨小梁密度減低；4級，在5級的基礎(chǔ)上出現(xiàn)次壓力骨小梁消失、主張力骨小梁部分消失；3級，在4級的基礎(chǔ)上出現(xiàn)主張力骨小梁密度減低和中斷；2 級，在3級的基礎(chǔ)上出現(xiàn)主張力消失，主壓力骨小梁密度減低和中斷；1級，僅殘存部分主壓力骨小梁。

髖關(guān)節(jié)按Harris評分進行評估：優(yōu)，≥90：良，80～89；中，70～79；差，≤70。

1．6 統(tǒng)計方法

相關(guān)數(shù)據(jù)應(yīng)用spss 16．0統(tǒng)計軟件進行分析，計量資料用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(x±s)表示，采用t檢驗，計數(shù)資料用n(%)表示，采用χ2檢驗。

2 結(jié)果

81例股骨轉(zhuǎn)子間骨折患者獲得隨訪，隨訪時間最短16個月，平均隨訪時間(18.5±2.5)個月。兩組患者的年齡、性別、內(nèi)科合并癥、骨質(zhì)疏松程度(Singh Index)經(jīng)統(tǒng)計學(xué)分析差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05）。見表1。

PFNA及股骨近端鎖定鋼板組平均手術(shù)時間、術(shù)中透視時間、術(shù)中出血量、平均輸血量、末次隨訪髖關(guān)節(jié)Harris評分等統(tǒng)計結(jié)果見表2。兩組均無感染、肺栓塞發(fā)生。

在股骨近端鎖定鋼板組，螺釘切割出現(xiàn)4例，其中兩例內(nèi)固定失敗需要再次手術(shù)，兩例因螺釘長度超出股骨頭關(guān)節(jié)面，術(shù)后功能康復(fù)時出現(xiàn)疼痛，行螺釘調(diào)整術(shù)。PFNA組出現(xiàn)1例螺釘切割，但未切出股骨頭，限制負重6~8周后自行愈合。術(shù)后1年病死率，兩組均死亡1例，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05）。

3 討論

在臨床工作中，針對股骨轉(zhuǎn)子間骨折內(nèi)固定材料的選擇仍然存在廣大爭議。髓外固定以DHS為代表，手術(shù)技術(shù)簡單，被廣為接受。在過去30年間，DHS治療股骨近端骨折取得了良好的療效，文獻報道，AO/OTA31-A1穩(wěn)定型骨折，使用DHS治療或者滿意療效，但是在AO/OTA 31-A2和A3骨折，DHS是否合適仍然存在爭議，股骨近端反斜型骨折使用髓內(nèi)釘固定獲得更多的文獻支持。近十余年來，髓內(nèi)固定以PFNA為代表，目前更為流行。PFNA的抗螺旋刀片獨特設(shè)計，使股骨頭頸獲得堅強內(nèi)固定并防止股骨頭旋轉(zhuǎn)，抗螺釘切割、防止髖內(nèi)翻、股骨頭旋轉(zhuǎn)較DHS有著明顯優(yōu)勢，在尸體研究及生物力學(xué)研究中已得到證實 [6]。

股骨近端鎖定鋼板根據(jù)股骨近端解剖形狀設(shè)計，解剖型設(shè)計方便對骨折端的復(fù)位固定；近端多個不同角度鎖定螺釘，提高了接觸面積，預(yù)防骨折移位及提高內(nèi)固定抗拔出力；固定在外側(cè)皮質(zhì)，傳導(dǎo)外側(cè)骨皮質(zhì)的應(yīng)力，使骨折斷端接觸緊密，促進骨折愈合。而PFNA髓內(nèi)釘代表以中心性固定，力臂較髓外固定短，通過髓腔內(nèi)內(nèi)固定物負荷傳遞到骨折遠端，其生物力學(xué)優(yōu)勢可提供早期部分負重活動。該組研究中PFNA平均手術(shù)時間55.4±8.6min（49~86min），低于股骨近端鎖定鋼板手術(shù)時間68.5±7.5min（58~97min）。術(shù)中透視時間PFNA組明顯少于股骨近端鎖定鋼板組，前者平均180 s（100~340 s），后者260 s（100~410 s），均差異有統(tǒng)計學(xué)意義。術(shù)中出血PFNA組110 mL，平均輸血量230 mL，而股骨近端鎖定鋼板組250 mL，平均輸血量245 mL。根據(jù)統(tǒng)計結(jié)果，充分體現(xiàn)了PFNA髓內(nèi)釘?shù)膬?yōu)勢所在，以更短的手術(shù)時間、術(shù)者承受更低的輻射量以及出血量的減少，以及更小的手術(shù)創(chuàng)傷，促進患者恢復(fù)同時也保護術(shù)者，因此PFNA在臨床中得到普遍接受。有報道PFNA植入存在難度，我們在42例患者中碰到1例，另2例因反斜型骨折，閉合復(fù)位不佳需要有限切開協(xié)助復(fù)位。骨折復(fù)位滿意后再置入髓內(nèi)釘在手術(shù)技術(shù)中尤其關(guān)鍵，正確的進針點、避免入針點靠外側(cè)以及擴髓時減少壓力可以減少髓內(nèi)釘植入困難[7]。

是否髓內(nèi)釘更適合固定股骨轉(zhuǎn)子間骨折？據(jù)文獻報道，美國從2000年—2007年使用髓內(nèi)釘固定轉(zhuǎn)子間骨折的數(shù)量翻一倍；而年輕醫(yī)生應(yīng)用髓內(nèi)釘?shù)谋嚷试鲩L更快，自1999年—2007年間從3%升高到67%[8]。髓內(nèi)固定系統(tǒng)因具有良好的生物力學(xué)優(yōu)勢已經(jīng)普遍應(yīng)用于后內(nèi)側(cè)骨皮質(zhì)連續(xù)性遭到破壞的不穩(wěn)定型股骨轉(zhuǎn)子間骨折，加之手術(shù)為半閉合操作，具有對骨折端血運干擾小，手術(shù)創(chuàng)傷少等優(yōu)勢，髓內(nèi)固定系統(tǒng)現(xiàn)已成為治療不穩(wěn)定型股骨轉(zhuǎn)子間骨折的首選。但是股骨近端外側(cè)壁的完整性在骨折穩(wěn)定性中的作用日益得到重視，髓內(nèi)釘在重建外側(cè)壁完整性中仍然存在不滿意的地方。近年出現(xiàn)的股骨近端鎖定鋼板，能夠通過解剖塑形重建股骨近端外側(cè)壁的完整性，通過鎖定螺釘提供內(nèi)側(cè)柱的支撐，提高骨折復(fù)位固定后的力學(xué)穩(wěn)定性。髓外固定系統(tǒng)以DHS為代表，由于僅固定外側(cè)皮質(zhì)，在出現(xiàn)內(nèi)側(cè)骨皮質(zhì)不連續(xù)情況，則壓應(yīng)力集中在內(nèi)側(cè)骨皮質(zhì)，導(dǎo)致內(nèi)側(cè)皮質(zhì)壓縮，使骨折移位，容易引發(fā)股骨頭頸切割，易造成內(nèi)固定失敗，所以在治療不穩(wěn)定型股骨轉(zhuǎn)子間骨折的過程中失敗病例較多，一般推薦用于治療穩(wěn)定型股骨轉(zhuǎn)子間骨折。Parker等[9]對相關(guān)文獻進行比較分析，共3 500例病例在采用髓內(nèi)釘固定及動力髖螺釘固定，其相應(yīng)的出血量、手術(shù)時間、術(shù)中透視時間、骨折不愈合、內(nèi)固定失敗率、感染率、死亡率差異均無統(tǒng)計學(xué)意義。因此，該研究比較分析后認為髓內(nèi)釘系統(tǒng)并沒有比動力髖螺釘在轉(zhuǎn)子間骨折治療上更具優(yōu)勢。目前國外聯(lián)合多醫(yī)學(xué)中心進行的隨機試驗的META分析，認為無論是穩(wěn)定或不穩(wěn)定型股骨轉(zhuǎn)子間骨折，兩種方法在術(shù)后功能恢復(fù)、骨折愈合時間、并發(fā)癥發(fā)生率和再次手術(shù)率方面差異均無統(tǒng)計學(xué)意義[10-11]。在該組研究中PFNA組平均手術(shù)時間、術(shù)中透視時間、術(shù)中出血量均較股骨近端鎖定鋼板組低，末次隨訪髓內(nèi)釘組Harris評分較股骨近端鎖定鋼板組高，差異有統(tǒng)計學(xué)意義。因此，作者認為較股骨近端鎖定鋼板，PFNA治療不穩(wěn)定型股骨轉(zhuǎn)子間骨折更微創(chuàng)、更有效。

股骨近端鎖定鋼板屬于髓外固定系統(tǒng)，術(shù)中應(yīng)力求骨折達到解剖復(fù)位，鋼板及螺釘位置須按要求放置，存在螺釘過長切出股骨頭軟骨的風(fēng)險，該組2例病例出現(xiàn)。因股骨頭球型，術(shù)中透視常存在誤區(qū)，出現(xiàn)螺釘長度超出關(guān)節(jié)面軟骨，術(shù)后康復(fù)鍛煉過程中出現(xiàn)疼痛，需進一步手術(shù)調(diào)整螺釘長度。術(shù)中小轉(zhuǎn)子的復(fù)位固定，重建內(nèi)側(cè)骨皮質(zhì)的連續(xù)性，而PFNA則并不需要小轉(zhuǎn)子的復(fù)位固定。作者對髓外固定的負重時間存在顧慮，因此主張術(shù)后謹慎對待下地負重時間，尤其是骨質(zhì)疏松嚴重者，積極進行抗骨質(zhì)疏松治療；要求患者依從性高，按要求定期復(fù)查，遵醫(yī)囑進行患肢功能鍛煉。因此，對于股骨轉(zhuǎn)子間骨折手術(shù)治療適應(yīng)證的把握筆者認為需要根據(jù)術(shù)者對哪種術(shù)式更熟悉。

綜上所述，對于不穩(wěn)定型股骨轉(zhuǎn)子間骨折采用PFNA內(nèi)固定治療，能縮短手術(shù)時間，減少術(shù)中出血量，降低并發(fā)癥發(fā)生率；術(shù)后末次隨訪髖關(guān)節(jié)Harris評分上要優(yōu)于股骨近端鎖定鋼板。但本研究存在一定的局限性，還需加大樣本量、更長時間的隨訪等。

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第9篇：生物力學(xué)研究方向范文

腰椎退變性滑脫，又稱為假性滑脫，指椎弓完整但由于椎小關(guān)節(jié)退變性骨關(guān)節(jié)炎引起的椎體滑移統(tǒng)稱為退變性滑脫［1］。腰椎退變性滑脫一般常發(fā)生在50歲以上的女性，女性發(fā)病率是男性的4倍，最常發(fā)生于L45節(jié)段。本文從病理、診斷、治療等方面進行綜述。

1 生物力學(xué)及病理基礎(chǔ)

正常腰椎的穩(wěn)定性由椎間盤、椎間小關(guān)節(jié)和韌帶共同維持，并受周圍神經(jīng)、肌肉、腹壓等因素影響。腰椎退變性滑脫是一個進行性的過程，由于小關(guān)節(jié)承擔(dān)30％的負荷，椎間盤退變引起的脊柱運動單位不穩(wěn)可導(dǎo)致關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)發(fā)生繼發(fā)性變化［2］。關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)及相鄰椎間盤構(gòu)成的三關(guān)節(jié)復(fù)合體的退變會引起骨的過度生長，形成骨贅。三關(guān)節(jié)復(fù)合體任何一部分的退變均會影響另外兩部分的變化。而腰椎的退變最早起始于椎間盤的退變，椎間盤的退變導(dǎo)致小關(guān)節(jié)退變，從而引起退變性滑脫，產(chǎn)生各種臨床癥狀［3］。

2 腰椎退變性滑脫的診斷

2.1 臨床表現(xiàn)

局限性的下腰痛，伴有臀部或大腿后部的牽涉痛，臥床或腰圍保護下癥狀能緩解或消失；腰部的突然疼痛及僵硬受阻，改變或手法能使之消失；站立時的棘突出現(xiàn)階梯狀或過度活動［4］。

2.2 影像學(xué)檢查

①正側(cè)位X線平片：在平片上可見椎體前后滑移、椎間隙狹窄、牽引性骨刺、棘突、小關(guān)節(jié)排列不對稱等征象。②屈－伸位X片：過屈時前后移位＞　8?。ァ。↙45）或＞6?。ィ↙5S1），過伸時＞9％時提示存在腰椎退變性滑脫。③動態(tài)X線攝片：對每一受試者攝取一系列從過伸位至過屈位過渡的腰椎X線側(cè)位片，通過計算脊柱不同運動階段的各種參數(shù)來評估脊柱的穩(wěn)定性，被稱做動態(tài)X線攝片。該方法是目前臨床研究腰椎退變性滑脫的最重要手段。④雙平面立體測量法［5］：是目前檢查腰椎退變滑脫早期的節(jié)段性不穩(wěn)的最敏感方法。于一個節(jié)段內(nèi)設(shè)置三個不共線的標(biāo)尺，每一載荷下的標(biāo)志點的空間位置由左右互成角度的攝像機采集的兩幅圖像經(jīng)計算機處理，確定各點在三維方向上的運動值的變化。但此方法具有創(chuàng)傷性，且設(shè)備較為復(fù)雜，因此臨床應(yīng)用不多。⑤CT和MRI：可從多平面顯示脊柱的移位和脊髓受壓情況，同時也是判斷手術(shù)植骨融合后節(jié)段是否存在滑移或不穩(wěn)的最有效的方法［6］。

White等［7］通過對體外腰椎運動范圍的生物力學(xué)測試及文獻回顧，認為靜態(tài)側(cè)位X線片上椎體水平位移＞4.5　mm或相鄰椎體矢狀成角＞22°即可確立診斷，并認為動態(tài)側(cè)位X線片上相鄰椎體矢狀位成角（L12，L23，L34）＞15°、L45＞20°、L5S1＞25°可診斷為腰椎退變性滑脫，此標(biāo)準(zhǔn)目前為多數(shù)學(xué)者所采用。

3 腰椎退變性滑脫的治療

腰椎退變性滑脫的治療分為非手術(shù)治療和手術(shù)治療。盡管目前對于腰椎退變性滑脫治療方法的選擇仍存在著爭議，但普遍的觀點認為：對于癥狀輕微或病情穩(wěn)定無進展的退變性腰椎滑脫可采用非手術(shù)治療，如果嚴格進行了三個月的非手術(shù)治療，患者癥狀不見好轉(zhuǎn)，在無嚴重的心肺疾患、糖尿病及骨質(zhì)疏松癥等手術(shù)禁忌證的情況下可以考慮手術(shù)治療［8，9］。

3.1 非手術(shù)治療

適用于大多數(shù)剛有癥狀的退變性滑脫和椎管狹窄的患者。初治措施包括短期制動和非類固醇注射，進行推拿按摩，熱療，超短波治療等理療措施以及骨盆牽引。最后，為患者制定一個包括有氧主動屈曲，腹部和背部加強訓(xùn)練。Sinaki［10］等通過一系列屈伸鍛煉，配合適當(dāng)?shù)暮蜕咸Ъ夹g(shù)，同時還用熱療緩解癥狀，達到了62％的有效率。

目前常用的非手術(shù)治療方法有［11］：①臥床休息，減輕椎間關(guān)節(jié)和腰背肌的負荷。如臥床后疼痛緩解，則進行有規(guī)律的腰背肌及腹肌功能鍛煉。②藥物治療：非甾體類抗炎藥可減輕神經(jīng)受壓所致的炎性反應(yīng)并有止痛作用，但可導(dǎo)致胃及十二指腸潰瘍，因避免長期應(yīng)用。③理療：包括拉力療法、腰肌強度鍛煉和有氧健康訓(xùn)練是有效的理療方法。用于軟組織理療的方法包括熱療、冰療、超聲、按摩、電刺激和牽引等。對于有軟組織激惹癥狀的患者，理療的效果安全可靠，即使不減輕癥狀也有利于更好地接受手術(shù)治療［9］。④激素封閉治療：如痛點封閉、小關(guān)節(jié)封閉和硬膜外腔封閉。硬膜外腔封閉具有安全、副作用小、患者易于接受等優(yōu)點。但這種方法如使用不當(dāng)可發(fā)生硬膜外血腫、感染、化學(xué)性腦膜炎和粘連等并發(fā)癥，增加了以后手術(shù)的難度。⑤選擇性地采用腰圍保護，支具或石膏固定。外固定可增強腰椎的穩(wěn)定性，減輕疼痛、無力的癥狀，及時治療又是診斷的方法之一。但應(yīng)用時間不宜過長，以免發(fā)生腰肌萎縮。

3.2 手術(shù)治療

3.2.1 手術(shù)適應(yīng)證

大部分患者經(jīng)保守治療后，因腰椎節(jié)段趨于再穩(wěn)定而癥狀消失。但仍有一部分患者因椎管受累而出現(xiàn)神經(jīng)卡壓癥狀，對于這些經(jīng)非手術(shù)治療后生活質(zhì)量仍很差的患者，可慎重選擇手術(shù)治療。一般認為，具有以下癥狀者應(yīng)考慮手術(shù)治療［12］：①腰部嚴重酸痛或無力感，久坐或腰部“卡住”或“錯位”感，有下肢放射痛及相應(yīng)體征，　嚴重影響工作及生活者，或經(jīng)嚴格36個月正規(guī)非手術(shù)治療無明顯效果，且患者積極要求手術(shù)者。②影像學(xué)表現(xiàn)：腰椎正側(cè)位X線片顯示椎間隙狹窄、小關(guān)節(jié)退變、椎體牽拉骨刺；動力位片顯示椎體向前或后滑移3mm以上或一個節(jié)段下終板與下一節(jié)段上終板之間角度變化大于12°；CT或MRI檢查可發(fā)現(xiàn)明顯腰椎間盤、椎間關(guān)節(jié)等退變或椎管狹窄、黃韌帶骨化伴有相應(yīng)的臨床表現(xiàn)者。③慢性腰腿痛患者，突發(fā)馬尾神經(jīng)壓迫者。Moller等［13］曾對111名退變性腰椎滑脫患者進行隨機分組對照研究，結(jié)果顯示手術(shù)治療效果甚佳。在這111名患者中，有34名一直接受保守治療，另外77名患者則接受椎間融合手術(shù)。在2年后的隨訪中發(fā)現(xiàn)：保守治療組的癥狀無明顯改善，而手術(shù)組則有明顯的改善。

3.2.2 手術(shù)方法及技術(shù)

腰椎退變性滑脫的手術(shù)治療包括：復(fù)位減壓；內(nèi)固定；融合三個主要方面［4］。一般來說，退變性腰椎滑脫都小于30％　，以往認為不需復(fù)位，原位融合也可獲良好療效。但退變性腰椎滑脫基本都合并不同程度的椎管狹窄，減壓是否徹底是決定手術(shù)后癥狀改善的關(guān)鍵因素，必須徹底減壓，如果減壓不夠，可因復(fù)位后疤痕增生組織的卡壓而造成術(shù)后的神經(jīng)根壓迫癥狀［14］。

對于減壓的同時是否應(yīng)進行融合目前仍存在著爭議。Mardjetko［15］等將56例退變性腰椎滑脫患者分為3組，分別為單純減壓組、減壓融合組及減壓融合固定組，進行回顧性研究，結(jié)果顯示臨床滿意率分別為：69％、90％和86％；而使用內(nèi)固定和不使用內(nèi)固定的融合率分別為93％和86％。對于單節(jié)段的退變性滑脫，如果沒有進行性加重和不穩(wěn)定表現(xiàn)，目前并沒有明確的文獻和研究支持或反對使用脊柱內(nèi)固定器械。而對于滑脫進行性發(fā)展和伴有節(jié)段不穩(wěn)定的情況下，應(yīng)用脊柱內(nèi)固定可以較好地為脊柱提供穩(wěn)定性，文獻報道具有較好的臨床效果。常用的手術(shù)方法分為融合內(nèi)固定和非融合內(nèi)固定兩大類［16］。

3.2.2.1 融合內(nèi)固定

（1）后路表面植骨融合：后路表面植骨融合包括橫突間融合；棘突椎板間融合；關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)融合。具有相對操作簡單，損傷小，血管神經(jīng)并發(fā)癥少等優(yōu)點。李巖［17］等手術(shù)治療退行性腰椎管狹窄并腰椎退變性滑脫50例，采用后路全椎板減壓Steffee椎弓根螺釘鋼板內(nèi)固定橫突髂骨條植骨融合，經(jīng)觀察優(yōu)良率為90％。但融合骨條位于脊柱張力區(qū)域，缺乏力學(xué)刺激，不愈合發(fā)生率高，融合時不作內(nèi)固定，將出現(xiàn)較高的失敗率，導(dǎo)致假關(guān)節(jié)形成。（2）腰椎后路椎弓根內(nèi)固定椎體間融合術(shù)（PLIF）：腰椎后路椎間植骨融合術(shù)即PLIF方法被公認為是一種生物力學(xué)健全且穩(wěn)定的手術(shù)，其植骨塊可置于相應(yīng)承載椎體融合的最佳位置，可以保持脊柱的負重能力，壓應(yīng)力通過椎體能促進骨融合，同時能維持腰椎的生理前凸［18］。吳國保等分析并發(fā)有腰椎退變性滑脫的腰椎間盤突出癥的后路椎體間植骨融合手術(shù)治療36例，融合率97％［19］。但是PLIF方法也有缺點，其強調(diào)后路內(nèi)固定撐開，從生物力學(xué)角度看，雖然撐開可以增加椎間孔高度，但撐開椎間隙固定等于用椎弓根釘系統(tǒng)單獨維持縱向穩(wěn)定，形成“懸臂梁”結(jié)構(gòu)，容易導(dǎo)致內(nèi)固定失效，術(shù)后假關(guān)節(jié)發(fā)生率仍有5％到35％［20］。（3）椎間融合器（TFC）：后路經(jīng)椎弓根內(nèi)固定結(jié)合椎體間融合的手術(shù)方法，可防止植骨塊的移位，但仍未解決植骨塊的塌陷及椎間高度的丟失等問題，因此，椎間融合器便應(yīng)運而生了。近年來椎間融合器已被國內(nèi)外許多脊柱外科醫(yī)生所采用。TFC的內(nèi)部由局部松植骨充填，可以避免取髂骨。表面具有大量微孔，使植入的松質(zhì)骨與上下椎的骨質(zhì)有確實的接觸，提供融合的面積大。有很大的強度，有效地恢復(fù)和維持椎間高度和椎間孔容量，并同時兼有植骨與固定的作用［21］。徐阿炳［22］等用BAK治療腰椎滑脫和腰椎不穩(wěn)癥34例，獲得100％優(yōu)良率。在行下腰椎TFC融合時，輔以后路內(nèi)固定器械可以提高融合率。應(yīng)用脊柱TFC加內(nèi)固定可以在脊柱融合過程中維持對畸形的矯正，消除融合節(jié)段的應(yīng)變，協(xié)調(diào)脊柱整體穩(wěn)定性，提高融合率，并允許早期功能鍛煉和下地活動。當(dāng)然，在臨床應(yīng)用中，TFC也存在著一些缺點［23］：①融合器為永久性植入。②一旦發(fā)生深部感染，取出融合器將十分困難。③后路手術(shù)時，有時需切除較多關(guān)節(jié)突。有文獻報告兩側(cè)上下關(guān)節(jié)突切除超過50％以上時可產(chǎn)生融合器所不能克服的椎節(jié)旋轉(zhuǎn)不穩(wěn)定，　需附加內(nèi)固定器材固定［24］。④干擾術(shù)后融合效果的評價。⑤可能產(chǎn)生局部應(yīng)力集中而加速鄰近節(jié)段的退變。⑥增加椎管內(nèi)瘢痕的形成從而影響術(shù)后療效。Vaccaro［25］指出：因壓力遮擋作用，椎間融合器的中間僅為纖維疤痕組織，無有效骨痂穿過，骨融合僅在金屬與上下骨界面處，所以應(yīng)特別強調(diào)融合器前方椎體間植骨，因為前方植骨一旦融合，則能在上下椎體間提供真正的骨性連接，加上融合器與上下椎體間的骨連接相連，使椎間融合更堅固。TFC高彈性模量與椎體彈性模量之間的差別，可以導(dǎo)致TFC內(nèi)骨的應(yīng)力遮擋和延遲愈合，及TFC的疲勞失效［21］。目前，TFC尚缺乏可靠的遠期隨訪資料。（5）腹腔鏡下腰椎前路融合術(shù)：腹腔鏡下腰椎前路融合術(shù)具有創(chuàng)傷小、恢復(fù)快、治療效率高等優(yōu)點［26］?？捎糜谧甸g盤突出、腰椎退變性滑脫以及一些畸形和骨折等的治療。但其手術(shù)適應(yīng)范圍較局限，椎管狹窄、后腹膜粘連、妊娠及肥胖等均是其手術(shù)禁忌證。盡管對于應(yīng)用內(nèi)窺鏡進行腰椎手術(shù)的手術(shù)效果已經(jīng)研究了10余年，但目前仍缺乏統(tǒng)一的手術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。（6）360°融合：最近，有學(xué)者采用前柱和后柱同時融合，即前路椎體間融合ALIF加后路后柱融合PLF，或單經(jīng)后路的PILF＋PLF，或經(jīng)椎間孔椎間融合TLIF，稱為360°融合或環(huán)狀融合，提高了融合率［27］，但360°融合增加了手術(shù)時間和出血量，植入內(nèi)固定器械過多，也增加了并發(fā)癥發(fā)生的幾率。目前此方法尚未廣泛應(yīng)用于臨床。

3.2.2.2 非融合內(nèi)固定

又叫做動態(tài)固定系統(tǒng)，就是在不植骨融合的情況下，幫助脊柱運動節(jié)段運動和改變負荷傳遞的內(nèi)固定系統(tǒng)。其目的是改變運動節(jié)段承載負荷的方式，控制節(jié)段間的異?；顒樱@意味著動態(tài)固定通過控制異?；顒硬⒃试S更多的生理性負荷傳遞緩解疼痛和預(yù)防鄰近節(jié)段退變。目前，　非融合固定包括：經(jīng)椎弓根固定、棘突間固定和椎體間固定（椎間盤關(guān)節(jié)成形）三大類　。Grob［28］報告31例非融合內(nèi)固定方法治療腰椎退變性滑脫患者的2年回顧結(jié)果，　發(fā)現(xiàn)有19％的再手術(shù)率，13％的患者術(shù)中及術(shù)后出現(xiàn)并發(fā)癥，　腰腿癥狀改善率為67％，但生活質(zhì)量提高僅50％。未發(fā)現(xiàn)相鄰節(jié)段退變。結(jié)果還顯示動態(tài)固定可以減緩相鄰節(jié)段退變。

綜上所述，無論采用哪種治療方法，首先應(yīng)解決的是脊柱的穩(wěn)定性，其次才是保留一定的節(jié)段間活動。應(yīng)該看到，在使用各種融合或非融合固定系統(tǒng)時必須嚴格掌握適應(yīng)證?？傊绾谓鉀Q退變和不穩(wěn)后的穩(wěn)定性重建，保留固定椎體間的正?；顒佣?，同時還能最大限度地減少固定所引起的并發(fā)癥，是脊柱外科醫(yī)生在今后的臨床工作的研究方向。

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