人體運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)研究精選(九篇)

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第1篇：人體運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)研究范文

一、運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的定義：

運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的定義（國內(nèi)）是運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)是一門新興學(xué)科，現(xiàn)在比較通用的定義是“運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)是研究體育運(yùn)動(dòng)中人體機(jī)械運(yùn)動(dòng)規(guī)律的科學(xué)”。國外對(duì)這門學(xué)科的定義也大相徑庭究，有些國家把運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)認(rèn)為是人體內(nèi)部運(yùn)動(dòng)器系運(yùn)動(dòng)和外部人體整體運(yùn)動(dòng)的力學(xué)特性，盡管運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)在國內(nèi)外還沒有形成統(tǒng)一的定義，但是運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的作用和研究意義已被各個(gè)國家所重視。

二、在技術(shù)教學(xué)中的重要地位

在體育運(yùn)動(dòng)中任何一項(xiàng)身體練習(xí)都由一定的動(dòng)作及動(dòng)作體系構(gòu)成，而完成每個(gè)動(dòng)作及整套動(dòng)作都存在著最合理的運(yùn)動(dòng)技術(shù)。合理的運(yùn)動(dòng)技術(shù)以運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)理論為依據(jù)，并富含運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)原理。而運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)又以其分析科學(xué)性，結(jié)構(gòu)合理性為體育技術(shù)教學(xué)提供理論和方法上的指導(dǎo)，它可以通過對(duì)形形體育動(dòng)作差別原因的分析，探討出獲得良好技術(shù)的各種力學(xué)條件，從而使學(xué)生更完善地認(rèn)識(shí)、學(xué)習(xí)和掌握合理的運(yùn)動(dòng)技術(shù)動(dòng)作。

三、對(duì)技術(shù)教學(xué)的積極影響

在技術(shù)教學(xué)中，及時(shí)而有針對(duì)性地向?qū)W生傳授運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)原理，往往能引起學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)和掌握運(yùn)動(dòng)技術(shù)的興趣，并使復(fù)雜的技術(shù)簡(jiǎn)單化，從而有利于學(xué)生及時(shí)糾正自己的錯(cuò)誤動(dòng)作，并防止由于錯(cuò)誤動(dòng)作而帶來的運(yùn)動(dòng)損傷。

（一）提高學(xué)習(xí)運(yùn)動(dòng)技術(shù)的興趣

隨著新科技、新技術(shù)的不斷地推動(dòng)著體育科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，新的運(yùn)動(dòng)技術(shù)取代舊的運(yùn)動(dòng)技術(shù)，或高級(jí)運(yùn)動(dòng)技術(shù)取代低級(jí)運(yùn)動(dòng)技術(shù)，已成為當(dāng)今社會(huì)的總體趨勢(shì)。新的運(yùn)動(dòng)技術(shù)比舊的運(yùn)動(dòng)技術(shù)更科學(xué)、更合理、更實(shí)效，并且更符合人體特點(diǎn)。因此，新技術(shù)總能吸引更多的人去研究和學(xué)習(xí)。在體育技術(shù)教學(xué)中，如何引起學(xué)生對(duì)新技術(shù)的興趣是學(xué)習(xí)的第一動(dòng)力。比如，我們所說的站立式起跑和蹲踞式起跑，相對(duì)以往而言站立式起跑比蹲踞式起跑要舒適，運(yùn)動(dòng)員一般都采用站立式起跑。隨著科學(xué)的發(fā)展，運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)這門學(xué)科逐漸進(jìn)入了人們的視角，從生物力學(xué)的角度來剖析站立式起跑和蹲踞式起跑的區(qū)別，蹲踞式起跑更有利于起跑，對(duì)于短距離的起跑和起跑后的加速跑這兩個(gè)階段從實(shí)效性和經(jīng)濟(jì)性這兩個(gè)角度而言作用最大，同時(shí)也為短距離途中跑和沖刺跑奠定了一定的能源物質(zhì)基礎(chǔ)，當(dāng)今在全國乃至世界在短距離運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目中全部必須采用蹲踞式起跑。如此，學(xué)生就會(huì)對(duì)蹲踞式起跑產(chǎn)生濃厚的興趣，大有躍躍欲試的欲望，從而在技術(shù)教學(xué)中就會(huì)主動(dòng)、積極地參與并思考、體會(huì)技術(shù)細(xì)節(jié)，進(jìn)而縮短掌握技術(shù)動(dòng)作的時(shí)數(shù)，有利于提高技術(shù)教學(xué)效果。

（二）使復(fù)雜的技術(shù)問題簡(jiǎn)單化

相對(duì)于以往的體育教學(xué)中，當(dāng)體育教師對(duì)某一項(xiàng)較為復(fù)雜的技術(shù)過程講解時(shí)，學(xué)生常會(huì)因?yàn)榧夹g(shù)動(dòng)作太復(fù)雜而影響學(xué)習(xí)，但如果教師能用適當(dāng)?shù)牧W(xué)知識(shí)加以分析和運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的研究方法往往能使學(xué)生“頓悟”，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。如：足球的香蕉球是一項(xiàng)較復(fù)雜的技術(shù)動(dòng)作，且香蕉球形成的力學(xué)原因也極為復(fù)雜，但根據(jù)球在空中的運(yùn)行軌跡的力學(xué)現(xiàn)象，我們只要在踢球過程中，保證擊球點(diǎn)的用力通過球心，且不在一條直線上，就為香蕉球的產(chǎn)生創(chuàng)造了條件。因此我們可以運(yùn)用運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)中常用的研究方法去解決這個(gè)問題，利用高速攝影、電視、錄像和數(shù)據(jù)的分析，把學(xué)生、運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)技術(shù)進(jìn)行攝影、錄像、高速攝影，然后回放給學(xué)生，學(xué)生可以從動(dòng)作回放和慢放中知道動(dòng)作的運(yùn)動(dòng)軌跡，和香蕉球擊球點(diǎn)的位置。因此，對(duì)復(fù)雜的技術(shù)動(dòng)作稍加力學(xué)分析，和采用先進(jìn)的設(shè)備便可使復(fù)雜問題簡(jiǎn)單化，便于學(xué)生理解并提高教學(xué)效果。

（三）減少損傷以利掌握合理技術(shù)

第2篇：人體運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)研究范文

關(guān)鍵詞 生物力學(xué) 步態(tài) 最新進(jìn)展 應(yīng)用領(lǐng)域

中圖分類號(hào)：R743 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

步行是人們?cè)谌粘Ｉ钪凶罨镜倪\(yùn)動(dòng)方式，而步態(tài)是指人類步行的行為特征。步態(tài)生物力學(xué)研究是運(yùn)用力學(xué)方法和技術(shù)，并基于人體機(jī)能解剖學(xué)和生理學(xué)的基本理論對(duì)人體行走功能狀態(tài)進(jìn)行測(cè)量、分析、評(píng)價(jià)的應(yīng)用研究。吳劍等（2002）在“步態(tài)生物力學(xué)研究進(jìn)展”中對(duì)2002年之前的研究進(jìn)展進(jìn)行了論述，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和三維步態(tài)分析儀器開發(fā)利用，國內(nèi)外對(duì)步態(tài)研究的進(jìn)程也呈現(xiàn)出逐步加快的趨勢(shì)，但目前在眾多的研究成果中，還沒有對(duì)新時(shí)期步態(tài)生物力學(xué)的研究進(jìn)展進(jìn)行的研究，因此本文通過對(duì)步態(tài)生物力學(xué)的研究進(jìn)行分析，旨在為促進(jìn)步態(tài)生物力學(xué)的研究進(jìn)程，為以后的研究奠定基礎(chǔ)。

1步態(tài)的一般生物力學(xué)研究進(jìn)展

1.1步態(tài)周期

步態(tài)周期是指從一側(cè)足跟著地到該足跟再次著地所構(gòu)成的周期。一個(gè)步態(tài)周期分為支撐相與擺動(dòng)相2個(gè)相位。支撐相在整個(gè)步態(tài)周期中約占60%；擺動(dòng)相約占40%。而跑動(dòng)時(shí)支撐相約占整個(gè)步態(tài)周期的65%，擺動(dòng)相約占35%。一條腿在一個(gè)完整的步態(tài)周期中經(jīng)歷的狀態(tài)依次為：足跟著地、足放平、支撐、足尖離地、腿彎曲擺動(dòng)、腿伸直向外擺動(dòng)、然后足跟著地，進(jìn)入新的步態(tài)周期。前4個(gè)狀態(tài)是支撐相，后3個(gè)狀態(tài)是擺動(dòng)相。步態(tài)周期與身高的差異不顯著。

1.2步長(zhǎng)與跨步長(zhǎng)

步長(zhǎng)是指同側(cè)足跟或足尖到邁步后足跟或足尖之間的距離，正常成人的步長(zhǎng)值約為150―160cm?？绮介L(zhǎng)是指行走時(shí)一側(cè)足跟到對(duì)側(cè)足跟之間的最大距離，正常成年人的跨步長(zhǎng)約為127cm，正常成年人隨著年齡的增長(zhǎng)，其跨步長(zhǎng)與年齡成負(fù)相關(guān)，與身高成正相關(guān)，另外跨步長(zhǎng)與步頻也有相關(guān)關(guān)系。

1.3步頻與步速

步頻是指行走時(shí)每分鐘邁出的步數(shù)，步頻=60（s）/步長(zhǎng)平均時(shí)間（s）。步速是指步行的平均速度（m/s）。對(duì)20-39歲、40-59歲、60-79歲三個(gè)年齡段的正常成人進(jìn)行步態(tài)分析表明：20-39歲年齡段的正常成人的步頻為1.9412，步速為1.2616；40-59歲年齡段的步頻為1.8117，步速為1.0514；60-79歲年齡段的步頻為1.7621，步速為0.9524 。

1.4身體質(zhì)心起伏

人起步時(shí)，雖然地面作用于人的腳底的靜摩擦力對(duì)人這一質(zhì)點(diǎn)組不做功，但這一靜摩擦力對(duì)人的質(zhì)心做功，正因?yàn)檫@個(gè)功使人的質(zhì)心動(dòng)能增大，人才得以起步運(yùn)行。另一方面，質(zhì)心動(dòng)能的獲得，是以人體各質(zhì)點(diǎn)克服靜摩擦力相對(duì)于質(zhì)心做功為代價(jià)的。這一代價(jià)來源于人體各質(zhì)點(diǎn)間相互作用的非保守力的功。對(duì)于一個(gè)健康的成人，當(dāng)其正常行走時(shí)，質(zhì)心起伏的幅度約為4.4cm。

1.5關(guān)節(jié)角度

人體下肢步態(tài)運(yùn)動(dòng)可以簡(jiǎn)化為一個(gè)四剛體模型（包括軀干）。對(duì)于髖關(guān)節(jié)和膝關(guān)節(jié)，圍繞靜止站立位有曲屈和伸展兩個(gè)方向，定義伸展為角度負(fù)向，彎曲為角度正向；對(duì)于踝關(guān)節(jié)有背屈和跖屈兩個(gè)方向，定義背屈為角度負(fù)方向，跖屈為角度正方向。Grabiner等認(rèn)為膝關(guān)節(jié)必須在支撐期完全伸直，在擺動(dòng)期屈曲大約60是教謀匾跫？

2步態(tài)生物力學(xué)研究的應(yīng)用

2.1功能檢測(cè)與評(píng)定

步態(tài)生物力學(xué)的研究對(duì)象為生物體的移動(dòng)狀態(tài)，測(cè)量參數(shù)具有自主控制成分。步行的對(duì)稱性和圓滑性可以根據(jù)步態(tài)分析所得的參數(shù)（包括：運(yùn)動(dòng)學(xué)、步態(tài)時(shí)間―距離參數(shù)和動(dòng)力學(xué)參數(shù)）進(jìn)行推測(cè)，穩(wěn)定性和波動(dòng)性可根據(jù)重心位移和力的作用點(diǎn)進(jìn)行判斷，其速度、節(jié)奏和持久性的判斷則是根據(jù)步速、步頻和步行的持續(xù)距離。從已有的研究中，主要對(duì)妊娠期婦女、老年人、“三癱一截”（腦癱、截癱、偏癱、截肢）的殘疾者、肥胖人群的行走人群進(jìn)行功能檢測(cè)與評(píng)定。

邱紀(jì)方等對(duì)20例痙攣型腦癱患兒及青年，連續(xù)進(jìn)行了步態(tài)的評(píng)測(cè)（包括運(yùn)動(dòng)分析），其測(cè)量指標(biāo)分別為：屈髖畸形（改良托馬斯試驗(yàn)）、膝關(guān)節(jié)伸展、繩肌長(zhǎng)度（角）、比目魚肌長(zhǎng)度、腓腸肌長(zhǎng)度等。其結(jié)果表明：所有指標(biāo)均與CCC具有良好的一致性（0.67～0.96）；觀測(cè)者間一致性隨測(cè)量指標(biāo)的改變而有較大改變，CCC為0.34～0.87。髖外伸展的CCC左髖是0.34，右髖為0.42。

李艷霞等采用比利時(shí)Footscan USB2平板式足底壓測(cè)試系統(tǒng)對(duì)體質(zhì)量指數(shù)>28 kg/m2的肥胖學(xué)生進(jìn)行動(dòng)態(tài)足底壓力測(cè)試，以此探索肥胖人群足底壓力參數(shù)的分布規(guī)律。

周有禮等通過對(duì)的動(dòng)力學(xué)分析，解決了孕婦完整人體檢測(cè)資料缺乏的困境，為發(fā)現(xiàn)妊娠婦女步態(tài)研究奠定了基礎(chǔ)，但是缺乏具體的評(píng)價(jià)指標(biāo)。

王琳等采用橫向比較性研究設(shè)計(jì)法對(duì)中國青春期前BMI（體重指數(shù)）小于30 kg/ m2的男性肥胖兒童和體重正常的男性兒童在步態(tài)和姿勢(shì)控制方面是否存在差別進(jìn)行了研究，結(jié)果顯示：肥胖兒童在步態(tài)的穩(wěn)定性和姿勢(shì)控制上均不如正常兒童的穩(wěn)定。

2.2疾病的預(yù)防

第3篇：人體運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)研究范文

關(guān)鍵詞：運(yùn)動(dòng)人體科學(xué)；論文選題

中圖分類號(hào)：G807．0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007―3612(2006)09―1231一04

本文對(duì)1982―2003年全國體育院校及部分重點(diǎn)大學(xué)體育院系、國家體育總局等30多個(gè)單位的運(yùn)動(dòng)人體科學(xué)專業(yè)碩士、博士生研究生論文選題進(jìn)行了分類統(tǒng)計(jì)和比較分析，并對(duì)其選題方向和特點(diǎn)進(jìn)行歸納總結(jié)，以期為今后運(yùn)動(dòng)人體科學(xué)學(xué)科研究生的論文選題提供參考。

1　研究對(duì)象與方法

1．1研究對(duì)象 本文共收集1982―2003年運(yùn)動(dòng)人體科學(xué)專業(yè)各研究方向的研究生論文505篇，其各專業(yè)的分布情況如下表：

1．2研究方法

1．2．1 文獻(xiàn)資料法 本文搜集了研究生論文選題方面的文獻(xiàn)并進(jìn)行了分類整理，獲得了相關(guān)資料和信息。

1．2．2數(shù)理統(tǒng)計(jì)法 對(duì)論文的題目、研究對(duì)象、研究方向、研究?jī)?nèi)容和特征等指標(biāo)進(jìn)行了初步統(tǒng)計(jì)，并對(duì)統(tǒng)計(jì)結(jié)果進(jìn)行了數(shù)理分析。

2　結(jié)果與分析

2．1 人體運(yùn)動(dòng)科學(xué)專業(yè)論文分布情況 運(yùn)動(dòng)生理方向的研究生論文數(shù)量占運(yùn)動(dòng)人體科學(xué)專業(yè)研究生論文總數(shù)的46．34％(表1)，這與以北京體育大學(xué)為代表的一批體育院校運(yùn)動(dòng)生理學(xué)科點(diǎn)開設(shè)較早、而其他學(xué)科點(diǎn)開設(shè)較晚有關(guān)，同時(shí)與80年代某些院校只設(shè)立運(yùn)動(dòng)生理專業(yè)碩士的現(xiàn)象也有一定的關(guān)系。數(shù)據(jù)顯示：運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)方向的論文數(shù)量較少，90年代后有所增加，這主要是由于運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)為一門較為年輕的學(xué)科，在我國的起步較晚；而運(yùn)動(dòng)解剖學(xué)方向的論文數(shù)量總數(shù)也相對(duì)比較少，尤其是進(jìn)入21世紀(jì)后的3年中運(yùn)動(dòng)解剖方向的研究生數(shù)量急劇減少，其原因主要在于各院系的招生培養(yǎng)結(jié)構(gòu)所致，該學(xué)科屬基礎(chǔ)理論學(xué)科，且與運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練相關(guān)性不大所致。

從圖形及數(shù)量分析可以看出，各研究方向在年代分布上，盡管呈現(xiàn)出一些波動(dòng)，但總體趨勢(shì)是各研究方向的數(shù)量和總數(shù)都在逐漸增多。

統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，近年來運(yùn)動(dòng)生理學(xué)研究生的選題方向主要集中在骨骼肌生理、疲勞與恢復(fù)、機(jī)能評(píng)定和心血管等范圍內(nèi)，其數(shù)量占運(yùn)動(dòng)生理方向研究總數(shù)的55．98％，這與目前國內(nèi)體育期刊上相關(guān)領(lǐng)域的研究方向與研究趨勢(shì)基本相符。其原因是骨骼肌生理，運(yùn)動(dòng)性疲勞與恢復(fù)，運(yùn)動(dòng)員機(jī)能評(píng)定及心血管等方向與運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練關(guān)系密切，這些研究可以解決運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練中出現(xiàn)的實(shí)際問題。進(jìn)入21世紀(jì)后，內(nèi)分泌功能的調(diào)解、訓(xùn)練效果等與大眾健康、全民健身關(guān)系密切相關(guān)的問題也將受到了重視，其研究生論文數(shù)量必然有所增加。

2．2各專業(yè)方向研究生論文選題方向分析

2．2．1運(yùn)動(dòng)生理專業(yè)

2．2．2運(yùn)動(dòng)生化專業(yè)

如表3所示，營養(yǎng)是運(yùn)動(dòng)生物化學(xué)方向研究的一個(gè)主要方面，其研究生論文數(shù)量約占總數(shù)的1／3。在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練中“沒有恢復(fù)就沒有訓(xùn)練”的新觀點(diǎn)提出之后，人們開始逐漸著眼于營養(yǎng)學(xué)的相關(guān)研究，如何應(yīng)用合理的營養(yǎng)手段來延緩運(yùn)動(dòng)性疲勞的產(chǎn)生，促進(jìn)運(yùn)動(dòng)后恢復(fù)已成為體育科研領(lǐng)域中的熱點(diǎn)問題。但這些論文的研究對(duì)象多采用動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，對(duì)人體的研究相對(duì)較少，而運(yùn)動(dòng)營養(yǎng)及合理的恢復(fù)段在運(yùn)動(dòng)員當(dāng)中推廣使用，還須更多的人體實(shí)驗(yàn)作為更直接的依據(jù)。隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和體育健身在我國的開展，近年來針對(duì)各種健身鍛煉項(xiàng)目的訓(xùn)練效果的研究數(shù)量也在逐漸增加，呈現(xiàn)了與運(yùn)動(dòng)生理方向相一致的變化趨勢(shì)。

2．2．3運(yùn)動(dòng)解剖學(xué)

統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，兒童少年體質(zhì)現(xiàn)狀和生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律及體育運(yùn)動(dòng)在人體塑造方面的作用是運(yùn)動(dòng)解剖學(xué)方向研究者們所關(guān)注的主要問題，其論文數(shù)量分別占該研究方向論文總數(shù)的37．14％和28．57％。涉及骨骼肌的形態(tài)結(jié)構(gòu)與功能的基礎(chǔ)性研究也占有一定的比例，而其它方向的論文數(shù)量比例均相對(duì)較少，呈現(xiàn)出明顯的“選題分布極不均衡”的特點(diǎn)，這一現(xiàn)象說明運(yùn)動(dòng)解剖學(xué)知識(shí)領(lǐng)域廣泛，可供研究的問題相對(duì)比較多，而經(jīng)過幾十年的發(fā)展，運(yùn)動(dòng)解剖學(xué)已經(jīng)形成了較為固定的研究領(lǐng)域，這也是一個(gè)學(xué)科發(fā)展基本成型的表現(xiàn)。

2．2．4運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)

統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)方向研究生的選題方向主要集中于心血管生理、訓(xùn)練效果、骨骼肌生理及運(yùn)動(dòng)損傷等方向，各個(gè)方向的科研討論數(shù)量分布均衡，占其方向的百分比均在15％左右，且這些研究相對(duì)集中，與運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練實(shí)踐結(jié)合比較緊密，體現(xiàn)了科學(xué)研究服務(wù)于訓(xùn)練實(shí)踐的基本指導(dǎo)思想，和運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)實(shí)用性較強(qiáng)的學(xué)科特點(diǎn)。

2．2．5運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)

統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)方向的研究熱點(diǎn)集中在對(duì)運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目的某些技術(shù)環(huán)節(jié)的動(dòng)作分析上，其研究主要是利用運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的手段輔以現(xiàn)代化技術(shù)手段展開探索研究，從而得到一些敏感指標(biāo)、數(shù)據(jù)，并采用計(jì)算機(jī)評(píng)價(jià)系統(tǒng)進(jìn)行分析、評(píng)價(jià)。其中涉及動(dòng)作技術(shù)分析的占42．86％，而涉及計(jì)算機(jī)評(píng)價(jià)系統(tǒng)的研究呈現(xiàn)逐漸增長(zhǎng)的趨勢(shì)，達(dá)到生物力學(xué)研究生論文總數(shù)的23．81％，體現(xiàn)了運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)與計(jì)算機(jī)科學(xué)的聯(lián)系日趨緊密。隨著科學(xué)的發(fā)展運(yùn)動(dòng)生物力與數(shù)學(xué)、物理、計(jì)算機(jī)、醫(yī)學(xué)等學(xué)科的交叉將逐漸增多。

2．2．6 各專業(yè)方向選題特點(diǎn)的分析 從表2～6的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，各方向的選題方向一方面呈現(xiàn)了各自專業(yè)的學(xué)科特點(diǎn)，同時(shí)各學(xué)科之間互相關(guān)聯(lián)，存在一些共同點(diǎn)。

從各自專業(yè)方向選題特點(diǎn)來看，運(yùn)動(dòng)生理方向選題中骨骼肌生理及疲勞與恢復(fù)的內(nèi)容較多，尤其是在90年代前后，對(duì)肌纖維類型、肌纖維組成比例的研究很多，采用無損傷方法測(cè)定肌纖維類型，對(duì)延遲性肌肉酸痛以及骨骼肌疲勞后超微結(jié)構(gòu)改變的研究，都是這一領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。

運(yùn)動(dòng)生化方向?qū)\(yùn)動(dòng)員營養(yǎng)補(bǔ)充問題以及運(yùn)動(dòng)后恢復(fù)手段的研究得到越來越多的注視?！皼]有恢復(fù)就沒有訓(xùn)練”這一新觀點(diǎn)提出之后，營養(yǎng)及其他恢復(fù)手段成為競(jìng)技體育中的熱門問題。

運(yùn)動(dòng)解剖學(xué)方向論文選題明顯集中在“兒童少年體質(zhì)現(xiàn)狀和生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律的研究”、“體育運(yùn)動(dòng)對(duì)人體器官組織形態(tài)結(jié)構(gòu)影響的研究”和“骨骼肌形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能的研究”這3個(gè)方向，占論文總數(shù)的80％。

運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)的選題則集中在創(chuàng)傷、心血管、訓(xùn)練效果及骨骼及生理四方面，而且分布比較均衡，各占該方向論文選題的13．04％、17．39％、15．22％和13．04％。

運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)是相對(duì)較為獨(dú)立的學(xué)科，其選題集中在兩個(gè)方面：動(dòng)作技術(shù)分析(42．86％)，其次是計(jì)算機(jī)評(píng)價(jià)系統(tǒng)的研究(23．8l％)；除此之外人體組織力學(xué)、動(dòng)力學(xué)及身體素質(zhì)等方面的論文選題也逐漸受到一定程度的關(guān)注。

2．3各專業(yè)方向研究生論文的研究對(duì)象

統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，運(yùn)動(dòng)人體科學(xué)專業(yè)的研究對(duì)象中動(dòng)物實(shí)驗(yàn)占到總數(shù)的41．05％。運(yùn)動(dòng)員只占到19．26％左右，位居第

三位的是體院學(xué)生，占12．26％。近年來，動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的比重越來越大，而人體實(shí)驗(yàn)在逐漸減少。

從科學(xué)研究的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值上看，人體實(shí)驗(yàn)的科學(xué)研究通常具有更直接的實(shí)用價(jià)值。但是，由于人體實(shí)驗(yàn)時(shí)，實(shí)驗(yàn)條件不一，且實(shí)驗(yàn)對(duì)象在實(shí)驗(yàn)期間難以控制，作為受試對(duì)象的人本身個(gè)體差異較大，因此在實(shí)際實(shí)施過程中會(huì)造成很大的困難。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)是樣本個(gè)體差異小，條件容易控制，測(cè)試結(jié)果更為準(zhǔn)確，特別適合做一些機(jī)制性的研究。其缺點(diǎn)是動(dòng)物與人的親緣關(guān)系太遠(yuǎn)，有時(shí)候反映在動(dòng)物身上的變化，未必可以在人體上得到重現(xiàn)。而且，動(dòng)物采用的運(yùn)動(dòng)模型較為單一。從目前來看，常用的動(dòng)物運(yùn)動(dòng)模式為大鼠(或小鼠)游泳，以及在動(dòng)物跑臺(tái)。且不說這些運(yùn)動(dòng)模型的控制是否嚴(yán)格，從這些運(yùn)動(dòng)方式上看，與人體的運(yùn)動(dòng)畢竟有一定的差異。而且疲勞點(diǎn)如何確定的問題，一直是動(dòng)物實(shí)驗(yàn)論文中存在爭(zhēng)議的問題。

在實(shí)際操作中，如何將人體實(shí)驗(yàn)與動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的優(yōu)勢(shì)結(jié)合起來，一直是研究生論文需要重點(diǎn)考慮的問題。好的選題不僅在于題目本身，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)也是論文成敗的關(guān)鍵。

2．4各專業(yè)方向研究生采用的研究手段

2．4．1運(yùn)動(dòng)生理專業(yè)

2．4．2運(yùn)動(dòng)生化專業(yè)

2．4．4運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)專業(yè)

數(shù)據(jù)顯示，運(yùn)動(dòng)生理、生化、解剖和運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)方向研究生論文中使用的各種研究手段中，運(yùn)動(dòng)生化指標(biāo)的測(cè)定占相當(dāng)大的數(shù)量和比例。尤其與運(yùn)動(dòng)實(shí)踐結(jié)合比較密切的論文多采用生化指標(biāo)對(duì)受試者進(jìn)行評(píng)定，觀察受試者身體機(jī)能的變化。如：血乳酸一直是科學(xué)訓(xùn)練所關(guān)注的主要問題。另外，血常規(guī)、血尿素指標(biāo)以及以血清酶的變化都是運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練中經(jīng)常涉及的問題。另外，在一些機(jī)制性的研究中，如運(yùn)動(dòng)性低血睪，運(yùn)動(dòng)性閉經(jīng)或月經(jīng)紊亂等問題，都需要對(duì)激素及激素受體輔助生化手段進(jìn)行定性分析。近些年來，隨著基因分析手段的日益更新、先進(jìn)，實(shí)用性的基因分析手段逐漸應(yīng)用到了體育科學(xué)研究中來，例如對(duì)骨骼肌a―actin基因表達(dá)的研究，對(duì)β－腎上腺素受體基因表達(dá)的研究，對(duì)衰老過程中線粒體DNA缺失的研究等等，都是現(xiàn)代基因手段與運(yùn)動(dòng)實(shí)際相結(jié)合的有益嘗試。

在研究手段的選取上：運(yùn)動(dòng)生理學(xué)使用較多的是生化指際、生物電技術(shù)和常規(guī)生理指標(biāo)，共占其研究總數(shù)的74．99％，近幾年來，借助生化指標(biāo)檢測(cè)的研究數(shù)量逐漸升高。運(yùn)動(dòng)生化方向則是生化指標(biāo)占絕對(duì)統(tǒng)治地位，達(dá)到總數(shù)的85．19％，充分體現(xiàn)了本學(xué)科的特點(diǎn)。運(yùn)動(dòng)解剖學(xué)則較多地應(yīng)用身體素質(zhì)指標(biāo)、組化電鏡、生物電技術(shù)及常規(guī)生理指標(biāo)等，所采用研究手段相對(duì)較多，且分布均勻，即運(yùn)動(dòng)解剖學(xué)的研究手段呈現(xiàn)多元化。運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)方向中應(yīng)用較多是生化指標(biāo)、常規(guī)生理指標(biāo)和組化電鏡及生物電技術(shù)，占該方向研究手段總數(shù)的89．36％，體現(xiàn)了運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)監(jiān)測(cè)過程中需要借助生理、生化手段的特點(diǎn)。各方向的研究手段呈現(xiàn)出互不相同特點(diǎn)，歸結(jié)原因在于不同專業(yè)研究的側(cè)重點(diǎn)不同所致。

動(dòng)作技術(shù)分析系統(tǒng)是運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)專業(yè)研究中最常用的手段，占生物力學(xué)各研究手段總數(shù)的42．22％，它是運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)為運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練直接服務(wù)的最常用手段，在近幾年隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)碼拍攝技術(shù)的發(fā)展取得了很大的進(jìn)展。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)也逐漸進(jìn)入體育科學(xué)研究領(lǐng)域，其主要運(yùn)用在計(jì)算機(jī)分析、評(píng)價(jià)系統(tǒng)中，這些先進(jìn)、準(zhǔn)確手段的引入對(duì)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練和科學(xué)研究產(chǎn)生了巨大的推動(dòng)作用。

2．4．6 除運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)外所有專業(yè)不同年代研究手段的對(duì)比

表13顯示，80年代采用較多的是生物電技術(shù)、常規(guī)生理、生化指標(biāo)，各占總數(shù)的28．87％、25．77％、25．77％，他們之間的分布相對(duì)均衡。進(jìn)入90年代后，隨著研究的進(jìn)一步深入，一些簡(jiǎn)單手段，如生物電技術(shù)和常規(guī)生理指標(biāo)的應(yīng)用比例逐漸減少，而生化指標(biāo)等反應(yīng)受試者機(jī)體機(jī)理的研究手段所占比例增大，達(dá)到總數(shù)的52．30％，體現(xiàn)了各學(xué)科研究的精確、精細(xì)化和定量分析的逐漸增多。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，一些前沿科技手段，如基因技術(shù)開始在運(yùn)動(dòng)人體科學(xué)領(lǐng)域中應(yīng)用。本文所統(tǒng)計(jì)的只是2001―2003年的研究生論文，樣本量相對(duì)較少，但其變化趨勢(shì)基本和90年代相同，這些變化趨勢(shì)反映了體育科學(xué)研究的不斷深入以及研究手段的不斷發(fā)展，同時(shí)也反映了運(yùn)動(dòng)人體科學(xué)專業(yè)學(xué)科水平的提高。

3　結(jié) 論

第4篇：人體運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)研究范文

關(guān)鍵詞：生物力學(xué) 跳臺(tái)跳水 起跳技術(shù)

一、前言

竟技體育的目標(biāo)是“更高、更快、更強(qiáng)”。運(yùn)動(dòng)員通過不斷 克服自我來提高速度、力量、動(dòng)作的準(zhǔn)確性。除了刻苦的訓(xùn)練 之外,科學(xué)的訓(xùn)練方法和手段是提高運(yùn)動(dòng)員成績(jī)的有效途徑。提高運(yùn)動(dòng)技術(shù)訓(xùn)練科學(xué)化水平的重要前提條件就是吸收各學(xué)科最新發(fā)展成果,采用先進(jìn)的測(cè)量手段進(jìn)行定量研究。 信息技術(shù)或者計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛深人應(yīng)用引起了社會(huì)的巨大變革,對(duì)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練和體育科學(xué)研究也帶來了前所未有 的機(jī)遇,正在改變體育科學(xué)研究與訓(xùn)練的模式。

二、研究方法與研究對(duì)象

1、研究對(duì)象河北省跳水隊(duì)優(yōu)秀的運(yùn)動(dòng)員

2、 研究方法

（1）文獻(xiàn)資料法查閱國內(nèi)外關(guān)于高臺(tái)跳水起跳技術(shù)的研究現(xiàn)狀，有關(guān)計(jì)算機(jī)模擬的相關(guān)文獻(xiàn)

（2） 計(jì)算機(jī)仿真模擬

①以三維方式逼真模擬技術(shù)動(dòng)作。 通過形象化的方式讓運(yùn)動(dòng)員更容易、更快速地掌握技術(shù)動(dòng)作要領(lǐng)，從而大幅度地提高運(yùn)動(dòng)員整體運(yùn)動(dòng)技能水平。

②新動(dòng)作設(shè)計(jì)與技術(shù)動(dòng)作標(biāo)準(zhǔn)化。可以編輯、修改、設(shè)計(jì)新動(dòng)作，通過該工具還可以讓教練員設(shè)計(jì)出自己頭腦中“理想”的動(dòng)作，據(jù)此建立標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)動(dòng)作庫，用于教學(xué)與(國際)裁判培訓(xùn)，提高比賽成績(jī)。

③技術(shù)動(dòng)作分析?？梢詫?duì)技術(shù)動(dòng)作做量化分析，并以圖形方式展示分析結(jié)果。包括位移、速度、力等。在此基礎(chǔ)上，可以對(duì)“理想”動(dòng)作與運(yùn)動(dòng)員技術(shù)動(dòng)作做深層次的分析，并給出運(yùn)動(dòng)員改進(jìn)技術(shù)動(dòng)作的指導(dǎo)性意見。

④動(dòng)作編排模擬與設(shè)計(jì)。從模擬的單個(gè)技術(shù)動(dòng)作中，教練可以挑選出需要編排的候選動(dòng)作，系統(tǒng)將按照教練的意愿模擬編排結(jié)果，教練員可以從各種編排結(jié)果中挑選最優(yōu)的編排，從而輔助教練確定方案。

三、分析與討論

我國跳臺(tái)跳水技術(shù)在世界上已居前列，在重大的國際比賽中我國選手多次獲得金牌。跳水技術(shù)的發(fā)揮是多方面的，其中起跳技術(shù)是整個(gè)跳水技術(shù)的關(guān)鍵。在動(dòng)作多周翻騰的方向上發(fā)展的今天起跳技術(shù)，大有改進(jìn)的潛力。當(dāng)前國內(nèi)外選手在跳臺(tái)跳水動(dòng)作的起跳技術(shù)上都采用助跑2～3步單腳起跳、雙腳落地制動(dòng)緩沖，同時(shí)兩臂上舉，向后彎屈小臂，在蹬地同時(shí)兩小臂快速向上擺動(dòng)以增大蹬踏力使身體沿一弧線躍起的技術(shù)動(dòng)作(簡(jiǎn)稱上擺臂式起跳技術(shù))。

設(shè)定人體質(zhì)量不變(同一個(gè)人)，在動(dòng)作技術(shù)過程中，水平助跑速度相同，下肢制動(dòng)緩沖速度也相同，上肢擺動(dòng)小臂的速度不一樣(取上肢重心移動(dòng)速度的平均值計(jì)算)。起跳瞬間身體軀干姿態(tài)相同，用體操中的下擺臂起跳技術(shù)來模擬跳水的起跳技術(shù)。

良好的起跳技術(shù)主要是為獲得較大的垂直起跳力和繞身體重心的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩，從而保證有較長(zhǎng)的滯空時(shí)間和翻轉(zhuǎn)角速度。

下擺臂式起跳優(yōu)于上擺臂式起跳的主要原因是：上擺臂動(dòng)作主要是小臂在擺動(dòng)，因此上升距離(小臂重心移動(dòng))小，參予擺動(dòng)的質(zhì)量也小。而下擺臂動(dòng)作是上肢進(jìn)行擺動(dòng)，蹬伸期間整個(gè)上肢重心擺動(dòng)距離大，參予擺動(dòng)的質(zhì)量也大，從而獲得較大的蹬踏力。一個(gè)高難度旋轉(zhuǎn)動(dòng)作的優(yōu)劣，與身體騰空高度相關(guān)甚大，蹬踏力越大，騰空越高，騰空時(shí)間就越長(zhǎng)，就越能保證運(yùn)動(dòng)員在該段時(shí)間內(nèi)完成動(dòng)作。

擺動(dòng)臂對(duì)人體重心的力臂――取起跳瞬間相鄰圖片兩小臂重心連線至總重心距離

人體總質(zhì)量為50 kg、蹬伸階段重心位移0.3 m、蹬伸時(shí)間0.2 s

從技術(shù)要點(diǎn)分析我們把蹬踏力定義為沿腳、髖關(guān)節(jié)連線方向上行下擺臂式起跳動(dòng)作蹬踏力偏后，而上擺臂式則偏前，與水平夾角分別為75°86，前者更有利于制動(dòng)。從表1中看出下擺臂式的起跳比上擺臂式起跳技術(shù)能獲得更大的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩，當(dāng)踏跳時(shí)間相同時(shí)將獲得更大的沖量矩。另外上擺臂式起跳動(dòng)作由于兩臂上舉人體質(zhì)量分布距人體質(zhì)心較遠(yuǎn)，起跳瞬間的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大于下擺臂式起跳的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。根據(jù)動(dòng)量矩定理(MΔt=I2ω2-I1ω1)，當(dāng)沖量矩不變時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大的角速度必然小，也進(jìn)一步證明了上擺臂式起跳技術(shù)不利于獲得較大的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度。

總結(jié)

力學(xué)分析計(jì)算證明下擺臂提肘式的助跑前空翻起跳技術(shù)比上擺臂式起跳技術(shù)能獲得更大的前翻沖量矩，對(duì)發(fā)展向前的多周翻騰動(dòng)作有利。跳臺(tái)跳水動(dòng)作向多周翻騰發(fā)展難度時(shí)(109C、109B)建議采用下擺臂后提肘式的起跳技術(shù)為宜。

參考文獻(xiàn)：

[1]丁海曙，等. 人體運(yùn)動(dòng)信息檢測(cè)與處理. 北京宇航出版社，第1版，1992年7月

[2]國家體委科研所生物力學(xué)組. 中國亞運(yùn)會(huì)巴賽羅那奧運(yùn)會(huì)跳水運(yùn)動(dòng)員參數(shù)測(cè)試評(píng)估. 中國體育科技，1997年7月

[3]袁晉純. 運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)研究方法. 廣州體院出版社，1984

[4]國家體委. 競(jìng)技體操競(jìng)賽規(guī)則. 1994

第5篇：人體運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)研究范文

關(guān)鍵詞：排球；跨步墊球；運(yùn)動(dòng)學(xué)分析

一、前言

排球跨步墊球及以其為基礎(chǔ)的各種低姿勢(shì)墊球是排球比賽過程中使用頻率較高的墊球技術(shù)動(dòng)作，它又是各種低姿墊球動(dòng)作的基礎(chǔ)?，F(xiàn)代排球教材中，缺乏對(duì)其技術(shù)動(dòng)作科學(xué)化的描寫和分析，導(dǎo)致在現(xiàn)實(shí)教學(xué)中，教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，教學(xué)效果也不理想。因此，本文采用三維高速攝影解析技術(shù)對(duì)跨步墊球技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行分析研究，旨在探尋跨步墊球技術(shù)的動(dòng)作結(jié)構(gòu)特征，豐富和完善排球技術(shù)教學(xué)和教材理論，給動(dòng)作技術(shù)教學(xué)、訓(xùn)練、評(píng)價(jià)、診斷提供客觀的理論依據(jù)。

二、研究對(duì)象與方法

1.研究對(duì)象

研究對(duì)象為湖南師范大學(xué)男子排球隊(duì)的3名和湖南師范大學(xué)女子排球隊(duì)的1名主力運(yùn)動(dòng)員。研究?jī)?nèi)容為排球跨步墊球技術(shù)。

2.研究方法

本課題的研究方法主要采用實(shí)驗(yàn)法，運(yùn)用三維高清攝像解析系統(tǒng)對(duì)優(yōu)秀排球運(yùn)動(dòng)員的排球跨步墊球技術(shù)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)的研究。

（1）文獻(xiàn)資料法

查閱了中國期刊全文數(shù)據(jù)庫里近二十年來關(guān)于排球墊球技術(shù)及運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)相關(guān)研究的文獻(xiàn)資料、相關(guān)論文和著作中對(duì)排球技術(shù)的研究情況和生物力學(xué)的研究進(jìn)展并形成了文獻(xiàn)綜述，為本研究打下了扎實(shí)的研究基礎(chǔ)。

（2）專家訪談法

咨詢有關(guān)的運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)研究專家和教師，向其請(qǐng)教以往寫作過的論文中所涉及的實(shí)驗(yàn)方法、設(shè)計(jì)及數(shù)據(jù)處理和分析等方面的問題。

（3）實(shí)驗(yàn)法

采用三維高清攝影圖像解析技術(shù)，對(duì)技術(shù)動(dòng)作的結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行分析。

（4）數(shù)理統(tǒng)計(jì)法

數(shù)據(jù)利用QToolS軟件和Excel軟件對(duì)獲得的數(shù)據(jù)指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算和統(tǒng)計(jì)。

3.測(cè)試程序

模擬比賽情況，受試者進(jìn)行充分準(zhǔn)備活動(dòng)后，按實(shí)驗(yàn)要求，在專家的指導(dǎo)下讓四名受試運(yùn)動(dòng)員在測(cè)試范圍內(nèi)作跨步墊球動(dòng)作，每名測(cè)試對(duì)象完成兩次跨步墊球，按規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行拍攝（以右側(cè)跨步動(dòng)作為例）。由現(xiàn)場(chǎng)專家選定效果較好、技術(shù)較規(guī)范的兩名運(yùn)動(dòng)員的跨步墊球動(dòng)作作為分析對(duì)象，然后計(jì)算數(shù)據(jù)的平均值。

4.測(cè)試方法

采用三維定點(diǎn)攝像的方法，用兩部高清攝影機(jī)，對(duì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試對(duì)象的跨步墊球技術(shù)進(jìn)行三維定點(diǎn)拍攝，運(yùn)用相應(yīng)的解析系統(tǒng)對(duì)其動(dòng)作技術(shù)進(jìn)行解析，得出測(cè)試指標(biāo)參數(shù)。一部置于運(yùn)動(dòng)員的右側(cè)，一部置于運(yùn)動(dòng)員的前方，兩部攝像機(jī)主光軸約成 90度，拍攝頻率為50Hz。高清錄像拍攝，頻率25幀/秒，經(jīng)奇偶場(chǎng)分離后頻率相當(dāng)于50場(chǎng)/秒。采用2臺(tái)sony FX-2000E高清攝像機(jī)拍攝視頻。

標(biāo)定框架采用國家體育總局體育科學(xué)研究所的PEAK輻射式三維標(biāo)定框架，標(biāo)定精度高。選擇被分析的動(dòng)作時(shí)，選擇的整個(gè)動(dòng)作位于框架標(biāo)定范圍內(nèi)。

使用SIMI motion視頻解析系統(tǒng)對(duì)技術(shù)動(dòng)作進(jìn)行解析，采用扎齊奧爾斯基人體模型，人體模型取系統(tǒng)軟件自帶的人體模型，分析數(shù)據(jù)包括身體重心、軀干、各關(guān)節(jié)點(diǎn)位移速度、以及各關(guān)節(jié)和軀干的角度和各時(shí)段的時(shí)間等數(shù)據(jù)，所得數(shù)據(jù)采用數(shù)字化濾波法進(jìn)行平滑處理，截?cái)囝l率為10，用EXCEL 2000對(duì)視訊系統(tǒng)得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、計(jì)算得到運(yùn)動(dòng)學(xué)數(shù)據(jù)，并編輯公式計(jì)算人體基本平面方程系數(shù)以及關(guān)節(jié)點(diǎn)在各個(gè)平面的投影坐標(biāo)，再用Q-Tools計(jì)算關(guān)節(jié)角度。用Origin7.0做三維坐標(biāo)圖。對(duì)解析出的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析與研究，并做參數(shù)間的相關(guān)分析，運(yùn)用相關(guān)參數(shù)數(shù)據(jù)描述動(dòng)作過程，建立整個(gè)動(dòng)作結(jié)構(gòu)相關(guān)環(huán)節(jié)間夾角、角速度、角加速度、速度、身體重心等量化指標(biāo)和參數(shù)，揭示動(dòng)作過程的運(yùn)動(dòng)學(xué)特點(diǎn)和規(guī)律。

三、動(dòng)作階段的劃分

動(dòng)作階段劃分是研究技術(shù)動(dòng)作的重要環(huán)節(jié)。排球運(yùn)動(dòng)員跨步墊球技術(shù)是由準(zhǔn)備姿勢(shì)、跨步、墊球、隨后動(dòng)作四個(gè)環(huán)節(jié)組成，而對(duì)擊球效果起決定作用的是跨步和墊球兩個(gè)環(huán)節(jié)。為了確定動(dòng)作結(jié)構(gòu)和時(shí)相劃分方便，本文首先確定了不同動(dòng)作階段的臨界點(diǎn)，它可表征各動(dòng)作階段基本力學(xué)特征與動(dòng)作質(zhì)量。我們依照排球跨步墊球動(dòng)作的順序把跨步墊球動(dòng)作分為：跨步階段（1.4s-3.3s）、擊球階段（3.3s-4.1s）、隨后階段（4.1s-5.2s）。

四、研究結(jié)果與分析

1.排球跨步墊球技術(shù)下肢各環(huán)節(jié)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析

（1）膝關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)

膝關(guān)節(jié)的角度特征如下：

從圖1中可以看出左、右膝關(guān)節(jié)角在0～2.64s時(shí)段的變化趨勢(shì)并不相同。2.64s時(shí)刻為跨步腳剛著地的時(shí)刻。右膝關(guān)節(jié)角變化曲線在該階段有一個(gè)明顯的先下降后上升的過程，而左膝關(guān)節(jié)則是一個(gè)逐步下降的過程。右膝關(guān)節(jié)在跨步階段要向前跨出一步完成跨步動(dòng)作，在跨步過程中右膝關(guān)節(jié)先屈曲后伸展。在跨步階段身體重心落在左腳上，此時(shí)左腳起著支撐整個(gè)身體的作用，并保持重心穩(wěn)定性，因此左膝關(guān)節(jié)角在跨步階段變化很小。在2.64s后，左、右膝關(guān)節(jié)的變化趨勢(shì)完全相同，當(dāng)跨步腳著地后，左、右膝關(guān)節(jié)開始同時(shí)屈曲，降低身體重心。到擊球前屈曲值達(dá)到最大，身體重心此時(shí)處于最低，隨后雙腳蹬地，同時(shí)雙臂上擺擊球。

跨步墊球技術(shù)在跨步階段膝關(guān)節(jié)有一個(gè)屈膝重心下降的動(dòng)作，這個(gè)動(dòng)作是跨步墊球技術(shù)的重要組成部分，目的是通過拉伸膝關(guān)節(jié)蹬伸主動(dòng)收縮肌群，增大肌肉收縮初長(zhǎng)度儲(chǔ)備彈性勢(shì)能，同時(shí)增加墊球時(shí)的墊球距離，為后繼膝關(guān)節(jié)蹬伸動(dòng)作做好準(zhǔn)備。而且在判斷來球的方向和速度后通過跨步動(dòng)作還能及時(shí)調(diào)整擊球的最佳時(shí)機(jī)和部位。在跨步墊球技術(shù)中左膝最大屈曲角度為60.6°。右膝最大屈曲角度為59.89°。下肢屈膝身體重心下降的動(dòng)作幅度太大或太小都不能產(chǎn)生最佳的蹬伸效果，不利于整個(gè)墊球動(dòng)作的完成。如果膝關(guān)節(jié)屈曲幅度過大，就會(huì)造成膝關(guān)節(jié)伸肌群過大的對(duì)抗負(fù)荷，進(jìn)而影響膝關(guān)節(jié)的伸展速度及軀干和上肢各環(huán)節(jié)的整體配合。反之，膝關(guān)節(jié)屈曲幅度過小，又不能充分拉長(zhǎng)伸膝主動(dòng)收縮肌群，影響主動(dòng)收縮前彈性勢(shì)能的儲(chǔ)備，進(jìn)而影響到蹬伸效果。跨步墊球技術(shù)下肢的蹬伸動(dòng)作主要是使髖關(guān)節(jié)產(chǎn)生向上的運(yùn)動(dòng)，通過下肢的蹬伸帶動(dòng)手臂向上擺動(dòng)，保證擊球時(shí)動(dòng)作的穩(wěn)定性。由于不同運(yùn)動(dòng)員的身材和身體素質(zhì)的不同，因此不同的運(yùn)動(dòng)員最佳膝關(guān)節(jié)的屈曲角度和身體的下蹲深度也不相同。合理的膝關(guān)節(jié)屈曲角度有助于運(yùn)動(dòng)員發(fā)揮最佳技術(shù)動(dòng)作。

（2）踝關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)

由圖2可知：從跨步開始，右踝關(guān)節(jié)角度不斷增大，而左踝關(guān)節(jié)角度不斷減小，這是由于跨步開始時(shí)，身體以左腳為支撐，右腳向前方跨出一步，隨后身體重心下移，直至跨步結(jié)束。由于右腳向前跨步，右踝關(guān)節(jié)與左踝關(guān)節(jié)正好相反，不斷增大，直至跨步后右腳腳跟與地面接觸時(shí)增至最大。

2.排球跨步墊球技術(shù)動(dòng)作整體分析

排球跨步墊球合理的動(dòng)作節(jié)奏應(yīng)該是身體自下位關(guān)節(jié)至上位關(guān)節(jié)的速度依次遞增。各運(yùn)動(dòng)環(huán)節(jié)的遞增量越大，說明動(dòng)作的動(dòng)量傳遞效果越好?？绮綁|球技術(shù)動(dòng)作的跨步階段，單腳向前跨出一步，同時(shí)身體重心下移，軀干稍向前傾，雙手手臂伸直下壓，為后繼擊球動(dòng)作調(diào)整好擊球的時(shí)機(jī)和方位，同時(shí)儲(chǔ)備了彈性勢(shì)能，增加了肌肉收縮做功距離。擊球動(dòng)作階段，通過下肢蹬伸、軀干和上肢各運(yùn)動(dòng)環(huán)節(jié)的依次加速與制動(dòng)，將速度傳遞至手臂，手臂通過從來球的下部向上抬，以達(dá)到最佳的擊球速度，將球平穩(wěn)而有力地?fù)舫觥羟驎r(shí)身體主要環(huán)節(jié)的活動(dòng)順序?yàn)橄エD髖―肩―肘和手腕。從完整技術(shù)動(dòng)作上看，跨步墊球是在拉長(zhǎng)相關(guān)主動(dòng)收縮肌的條件下，首先由下肢肌肉主動(dòng)收縮用力，然后是上肢各環(huán)節(jié)肌肉群的收縮用力，這種動(dòng)作時(shí)序符合墊球技術(shù)動(dòng)作力學(xué)原理。合理的技術(shù)動(dòng)作能充分發(fā)揮軀干肌肉和下肢肌肉的爆發(fā)加速作用，不要過多地單純依靠上肢運(yùn)動(dòng)環(huán)節(jié)加速，這樣才能使上肢肌肉有較大的能量?jī)?chǔ)備，同時(shí)保證動(dòng)作的穩(wěn)定。在擊球動(dòng)作階段上肢肌肉感覺敏銳，控制手臂的方位和調(diào)控?fù)羟驎r(shí)間，并保證擊球最佳的擊球點(diǎn)和擊球時(shí)機(jī)。因此應(yīng)加強(qiáng)下肢的蹬伸力量，并在擊球時(shí)加強(qiáng)下肢的蹬伸作用，從技術(shù)上保證下肢和軀干肌肉合理的爆發(fā)加速功能，為上肢各環(huán)節(jié)的依次加速提供運(yùn)動(dòng)初速度。

五、結(jié)論

1.跨步墊球技術(shù)動(dòng)作結(jié)構(gòu)的分類

本研究對(duì)排球跨步墊球技術(shù)的嘗試性劃分是對(duì)目前排球跨步墊球技術(shù)劃分理論的大膽嘗試。筆者根據(jù)運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)中關(guān)于技術(shù)動(dòng)作的階段劃分原理，根據(jù)動(dòng)作結(jié)構(gòu)與動(dòng)作任務(wù)的不同，把排球跨步墊球術(shù)分為跨步階段、擊球階段和擊球后的隨后階段。

2.跨步墊球技術(shù)下肢的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征

左膝最大屈曲角度為60.6°，左膝最大蹬伸角度為159.5°，左膝關(guān)節(jié)的活動(dòng)幅度為98.9°。右膝最大屈曲角度為59.89°，右膝最大蹬伸角度為119.8°，右膝關(guān)節(jié)的活動(dòng)幅度為59.1°。膝關(guān)節(jié)屈曲幅度過大，就會(huì)造成膝關(guān)節(jié)伸肌群過大的對(duì)抗負(fù)荷，進(jìn)而影響膝關(guān)節(jié)的伸展速度及軀干和上肢各環(huán)節(jié)的整體配合。反之，膝關(guān)節(jié)屈曲幅度過小又不能充分拉長(zhǎng)伸膝主動(dòng)收縮肌群，影響主動(dòng)收縮前彈性勢(shì)能的儲(chǔ)備，進(jìn)而影響到蹬伸效果。

六、結(jié)語

跨步墊球技術(shù)在比賽中與其他墊球技術(shù)相比應(yīng)用廣泛，技術(shù)結(jié)構(gòu)較為合理。采用跨步，身體重心位于兩支撐腳之間，支撐比較穩(wěn)定?？绮綁|球有利于肌肉用力的控制，也就可以較好地控制來球。

今后應(yīng)結(jié)合三維動(dòng)力學(xué)進(jìn)行進(jìn)一步的其他同類研究，通過同步裝置，對(duì)跨步墊球進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)的同步分析，只有這樣才能更全面地分析跨步墊球的技術(shù)特征和內(nèi)在規(guī)律。

對(duì)于排球運(yùn)動(dòng)的技術(shù)原理等課題還有待于我們?nèi)ド钊胙芯?，揭示其科學(xué)的本質(zhì)和內(nèi)在的規(guī)律、科學(xué)化發(fā)展，這樣才可以更好地使排球運(yùn)動(dòng)得以更廣泛的普及和更科學(xué)化的發(fā)展。

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第6篇：人體運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)研究范文

關(guān)鍵詞：脊柱壓力；坐姿；生物力學(xué)

在日常生活中，人們每天都要坐著，尤其是許多長(zhǎng)期伏案工作的人員，如教師、白領(lǐng)、司機(jī)等許多長(zhǎng)期處于靜坐的人群而隨著年齡的增長(zhǎng)，容易產(chǎn)生各類腰椎疾病，（如腰肌勞損、骨質(zhì)增生等）此類疾病的產(chǎn)生，對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)的傷害和刺激尤為敏感，而且對(duì)其他肢體部分的功能有著嚴(yán)重的障礙，從而對(duì)患者的日常生活工作，學(xué)習(xí)帶來了諸多的不變。

1.脊柱的解剖學(xué)結(jié)構(gòu)和功能概述

1.1脊柱的解剖學(xué)結(jié)構(gòu)

脊柱是由24塊椎骨、一塊骶骨和一塊尾骨構(gòu)成，脊柱又分為頸椎、胸椎、腰椎。是人體的中軸，各個(gè)椎體之間由椎間盤相互連接，椎間盤中有髓核，髓核是一團(tuán)親水的膠狀物。青年人的髓核內(nèi)具有豐富的親水性粘多糖[1]。髓核位于椎間盤的中央，內(nèi)部膠狀物由外部堅(jiān)強(qiáng)組織即纖維環(huán)所包圍，纖維環(huán)由纖維軟骨組織構(gòu)成。纖維軟骨內(nèi)粗大的膠原纖維環(huán)保證了纖維環(huán)承受屈曲和扭轉(zhuǎn)時(shí)高負(fù)荷量。椎間盤成分類似于關(guān)節(jié)軟骨，即堅(jiān)韌又有彈性，在接受到壓力刺激是會(huì)被壓縮，除去壓力后又會(huì)復(fù)原，所以椎間盤又會(huì)對(duì)外界對(duì)脊柱產(chǎn)生的壓力起到一個(gè)緩沖和減震的效果。

1.2脊柱的功能概述

脊柱的功能單位又叫運(yùn)動(dòng)節(jié)段，是指兩個(gè)相鄰近的椎骨及其期間的軟組織共分為前部和后部.。節(jié)段前部包括兩個(gè)上下兩層的椎體、椎間盤和前縱韌帶。椎體主要承擔(dān)來自軀干，上部的壓力負(fù)荷，這種壓力負(fù)荷從上到下逐漸增大，因此腰椎椎體比胸椎和頸椎的椎體都要寬而厚。這些較大的結(jié)構(gòu)保證了腰椎能承受較大負(fù)荷。

椎間盤能承擔(dān)和傳遞負(fù)荷，同時(shí)可以限制腰部過度運(yùn)動(dòng)，因此具有重要的機(jī)械和功能作用，椎間盤內(nèi)部有髓核，其是一團(tuán)膠狀物，脊柱受力，髓核具有流體靜力學(xué)的特點(diǎn)，是壓力均勻分布在椎間盤，因此椎間盤作為一富水的組織，在整個(gè)運(yùn)動(dòng)節(jié)段中像一個(gè)墊子一樣墊在椎體間，起到儲(chǔ)存和傳遞負(fù)荷的作用。

運(yùn)動(dòng)節(jié)段的后部分配著脊柱的運(yùn)動(dòng)，由相應(yīng)平面的椎弓、關(guān)節(jié)突構(gòu)成的椎間關(guān)節(jié)、橫突、棘突和各種韌帶組成。脊柱各個(gè)平面可能存在的運(yùn)功取決于椎間關(guān)節(jié)面在橫斷面和額狀面的朝向，椎間盤的朝向變化在整個(gè)脊柱均存在。

2.不同坐姿下腰椎的受力分析

腰椎的負(fù)荷主要來自體重、肌肉收縮力、韌帶產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)力和來自體外的負(fù)荷，而身體的不同坐姿可影響腰椎的負(fù)荷。在椎間盤內(nèi)測(cè)量的體內(nèi)研究發(fā)現(xiàn)，在不同坐姿情況下，腰椎的受力大小是不相同的，根據(jù)有關(guān)的壓力測(cè)定結(jié)果值可知[2]。

2.1人體在放松坐位時(shí)，沒有靠背的情況下，人體腰椎受到的壓力是人體放松站立所受壓力的92%。

2.2人體在繃直背部坐位時(shí)，人體腰椎所受到的壓力是人體放松站立所受壓力的110%。

2.3人體在極度屈曲的坐位情況下，人體腰椎所受到的壓力是人體放松站立所受壓力的166%。

2.4人體在有靠背的坐位時(shí)，人體腰椎所受到的壓力是人體放松站立所受壓力的54%，根據(jù)研究表明[3]靠背的不同角度，有無支撐物都對(duì)腰椎的受力有關(guān)：

（1）靠背呈90度角，椎間盤內(nèi)壓力最大，（2）同樣的角度下增加支撐物，椎間盤內(nèi)壓力降低；（3）靠背向后傾斜呈110度角，但無支撐物條件下，椎間盤內(nèi)壓進(jìn)一步減?。?）靠背向后傾斜呈110度角，增加支撐物可使椎間盤內(nèi)壓進(jìn)一步減少；（5）將支撐物移向胸椎，使身體上部向前屈曲，腰椎向后凸出，椎間盤內(nèi)壓增加[4][5]。

3.小結(jié)

通過研究發(fā)現(xiàn)，不同坐姿對(duì)人體脊柱壓力不同，對(duì)于那些長(zhǎng)期處于靜坐狀態(tài)的工作者而言，保持正確的坐姿對(duì)于減少椎間盤壓力，預(yù)防腰肌勞損、椎間盤功能退化及椎間盤突出等癥狀具有一定積極意義。綜合上述文獻(xiàn)可知，坐姿狀態(tài)下工作時(shí)，應(yīng)采取有110度后仰靠背的座椅，從而可以減小體重對(duì)脊柱的壓力。同時(shí)我加強(qiáng)體育鍛煉，尤其是腰背部肌肉力量鍛煉，增加肌肉功能，對(duì)于調(diào)整人體脊柱壓力負(fù)荷具有重要意義。（作者單位：南昌航空大學(xué)體育學(xué)院）

基金項(xiàng)目：南昌航空大學(xué)第九屆三小項(xiàng)目。

參考文獻(xiàn)

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第7篇：人體運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)研究范文

【關(guān)鍵詞】 跟骨; 有限元分析; 建模; 生物力學(xué)

跟骨是人體中最大的跗骨 ， 對(duì)行走及負(fù)重有重要的作用。跟骨形態(tài)復(fù)雜 ， 呈不規(guī)則長(zhǎng)方體 ， 上面有三個(gè)關(guān)節(jié)面 ， 分別為跟距前、中、后關(guān)節(jié) ， 跟骨后關(guān)節(jié)面最長(zhǎng) ，長(zhǎng)軸呈凸弧形斜向前下方 ， 組成跟距關(guān)節(jié)的大部分。以后關(guān)節(jié)面為界分為三部分 ， 后關(guān)節(jié)面以前為前部 ， 以后為后部 ，前窄后寬。在負(fù)重情況下 ， 足的距骨、跟骨必須正確排列 ，有足夠的力量和高度來承受負(fù)荷跟骨骨折是臨床常見骨折。跟骨骨折由于本身復(fù)雜的解剖特點(diǎn)復(fù)雜，現(xiàn)有方法對(duì)跟骨尤其是跟距關(guān)節(jié)面的生物力學(xué)分析有一定的難度[1，2]。本研究旨在通過Mimics建立高度仿真的跟骨模型，并且導(dǎo)入ANSYS中進(jìn)行靜壓力分析，對(duì)跟距關(guān)節(jié)面的應(yīng)力分布做簡(jiǎn)要分析。并通過此方法的建立，為研究跟骨骨折的生物力學(xué)研究建立初步方法。

1 資料與方法

1.1 研究對(duì)象

被測(cè)試對(duì)象:健康男性 1 名，身高170cm，體重60kg ，年齡30 歲。采用襄樊市中心 醫(yī)院西門子螺旋CT對(duì)其進(jìn)行足部掃描。

1.2 方法

用Simens多排螺旋CT對(duì)受試者的足部進(jìn)行掃描，受試者呈仰臥位，從脛骨中段至足底進(jìn)行連續(xù)螺旋掃描，將影像輸入到 Mimics 10 11 軟件(Materialise公司，比利時(shí)) 。

CT斷層掃描圖片以dicm格式導(dǎo)出，以Mimics軟件(比利時(shí))導(dǎo)入，形成三維圖像，并且通過對(duì)感興趣的部位(本文為跟骨)單獨(dú)形成三維圖像，再導(dǎo)出為lis格式，并且做smooth和mesh處理。然后將此文件導(dǎo)入ANSYS10.0(美國)，并以此面模型建立體模型。在跟距關(guān)節(jié)面上根據(jù)解剖關(guān)系劃出軟骨關(guān)節(jié)面范圍，設(shè)定跟骨的四面關(guān)鍵點(diǎn)為不可位移的關(guān)鍵點(diǎn)，再在軟骨面上施加正常成人體重的1/2約343N，得出應(yīng)力云圖及各個(gè)方向的形變[3]。

2 結(jié)果

2.1 Mimics軟件可以順利的將整個(gè)足的CT斷層掃描數(shù)據(jù) 轉(zhuǎn)化為3D模型，然后選取研究感興趣的部分如跟骨單獨(dú)成像。比傳統(tǒng)CT圖像勝在更直觀，并去除了解剖結(jié)構(gòu)的限制，可以從任意角度觀察跟臨床感興趣的部位(圖1)。

2.2 將跟骨單獨(dú)形成三維圖像后再導(dǎo)出為lis格式，并且做smooth和mesh處理，然后將此文件導(dǎo)入ANSYS10.0可以建立能夠進(jìn)行有限元分析的網(wǎng)絡(luò)模型(圖2)。

2.3 設(shè)定跟骨的力學(xué)特性密度泊松值和楊氏模量。選定跟骨底部四個(gè)點(diǎn)為約束點(diǎn)，跟距關(guān)節(jié)面上根據(jù)解剖關(guān)系劃出軟骨關(guān)節(jié)面范圍后施加343N靜壓力，時(shí)間為1s(圖3)。

2.4 求解可以得出在壓力作用下跟骨模型的應(yīng)力云圖和各向形變。

根據(jù)設(shè)定條件， ANSYS提示跟骨之跟距關(guān)節(jié)面受壓力后 跟骨內(nèi)部的應(yīng)力變化， 關(guān)節(jié)面部分為桔黃色代表應(yīng)力較大，其中中中央部分為紅色代表應(yīng)力最大為7.17M Pa， 跟骨體部為綠色代表較大代表應(yīng)力較小(圖4)。

形變分析圖示在跟距關(guān)節(jié)中央為紅色提示形變最大為0.342mm，向外周延伸形變逐漸減小。這與臨床跟骨骨折的常見表現(xiàn)類似。當(dāng)應(yīng)力超過跟骨本身的材料屈服標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，跟骨就會(huì)發(fā)生不可逆的形變也就是骨折(圖5)。

轉(zhuǎn)貼于 　　3 結(jié)論

① Mimics可以方便的個(gè)體化建立準(zhǔn)確有效的跟骨模型

② ANSYS可以在方便快捷準(zhǔn)確的分析跟骨跟距關(guān)節(jié)的的各種力學(xué)特性，比如靜力分析。比較復(fù)雜的比如接觸分析，在建立肌腱軟骨的正常模型的基礎(chǔ)還可以進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析。

③ 靜力分析表明跟距關(guān)節(jié)在正常靜壓力下，跟距關(guān)節(jié)的壓力峰值集中在跟距關(guān)節(jié)中心，形變也與壓力相應(yīng)分布在附近。這和臨床實(shí)踐所見是相符合的。

4 討論

有限元分析軟件已經(jīng)由過去對(duì)生物體材料幾何結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單模擬和近似計(jì)算，發(fā)展到能對(duì)人體各組成部分復(fù)雜的非均質(zhì)性結(jié)構(gòu)進(jìn)行真實(shí)模擬和精密分析，成為現(xiàn)代人體生物力學(xué)研究的一種重要工具，尤其是應(yīng)用在口腔頜面外科和骨科方面。有限元分析的基礎(chǔ)是模型的建立和網(wǎng)格的劃分。過去缺乏建模工具，往往采取直接更具結(jié)構(gòu)的幾何外形建立節(jié)點(diǎn)和單元而得到有限元，模型，一般只適合簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，無法完全反映正確的人體骨性結(jié)構(gòu)。應(yīng)用CT或MRI的計(jì)算機(jī)三維影像重建雖然可以直觀地反映人體結(jié)構(gòu)，為臨床提供部分診斷信息，但無法以此直接進(jìn)行生物力學(xué)分析。MIMICS是一套高度整合而且易用的3D圖像生成及編輯處理軟件，它能輸入各種掃描的數(shù)據(jù)(CT、MRI)，建立3D模型進(jìn)行編輯，然后輸出通用的CAD(計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì))、FEA(有限元分析)，RP(快速成型)格式，可以在PC機(jī)上進(jìn)行大規(guī)模數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換處理。本研究主要使用的是MIMICS FEA模塊，MIMICS FEA模塊可以將掃描輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行快速處理，輸出相應(yīng)的文件格式，用于FEA(有限元分析)及CFD(計(jì)算機(jī)模擬流體動(dòng)力學(xué))，用戶可用掃描數(shù)據(jù)建立3D模型，然后對(duì)表面進(jìn)行網(wǎng)格劃分以應(yīng)用在FEA分析中。FEA模塊中的網(wǎng)格重新劃分功能對(duì)FEA的輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行最大限度的優(yōu)化，基于掃描數(shù)據(jù)的亨氏單位，可以對(duì)體網(wǎng)格進(jìn)行材質(zhì)分配[4，5]。本研究成功地建立了以正常人體跟骨螺旋 CT掃描影像為幾何依據(jù)的有限元模型。以往建立的醫(yī)學(xué)有限元模型由于軟件功能單一、 網(wǎng)格劃分算法少、 人體組織結(jié)構(gòu)形狀不規(guī)則等原因，需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮?jiǎn)化和假設(shè)，在精度方面有一定的缺陷，而且模型創(chuàng)建過程環(huán)節(jié)多、 成本高、 周期長(zhǎng)，進(jìn)一步限制了其應(yīng)用。此方法具有便捷、 高效、 準(zhǔn)確、高度自動(dòng)化的優(yōu)勢(shì)。通過初步建立的跟骨模型，分析了簡(jiǎn)單的靜力分析，得出的結(jié)論和臨床實(shí)踐相符，證明Mimics和ANSYS結(jié)合是骨科生物力學(xué)分析的有利工具。另外，如建立肌腱軟骨的正常模型，就可以方便的在ANSYS中實(shí)現(xiàn)對(duì)跟距關(guān)節(jié)面的動(dòng)態(tài)分析，還可以利用Mimics中的CAD模塊插入內(nèi)固定物，實(shí)現(xiàn)內(nèi)固定物對(duì)骨折的固定效果的力學(xué)分析，具有廣泛的用途。

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第8篇：人體運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)研究范文

1. 內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)，內(nèi)蒙古呼和浩特 010110；2.內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院脊柱外科，內(nèi)蒙古呼和浩特 010059

[摘要] 三維有限元分析法是研究脊柱生物力學(xué)的重要手段之一。隨著三維有限元分析軟件技術(shù)的日趨成熟和對(duì)脊柱生物力學(xué)的認(rèn)識(shí)不斷加深，為相關(guān)學(xué)者對(duì)治療脊柱相關(guān)疾病過程中的應(yīng)力分析影響研究提供了有利條件，并日益受到醫(yī)學(xué)界的重視。本文從有限元法概念及原理、構(gòu)建脊柱有限元模型的作用、有限元在脊柱畸形研究中的應(yīng)用及其醫(yī)學(xué)應(yīng)用前景等方面綜述了近年來的一些研究進(jìn)展。

[關(guān)鍵詞] 有限元法；生物力學(xué)；脊柱

[中圖分類號(hào)] R682.3 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 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

強(qiáng)直性脊柱炎后凸畸形是強(qiáng)直性脊柱炎并發(fā)脊柱畸形的晚期的常見表現(xiàn)，其在生活中主要表現(xiàn)在是使患者難以保持人體的重心，兩眼看地，難以向前平視，給站立和行走造成了很大功能障礙，使患者的生活質(zhì)量嚴(yán)重下降，而治療這類患者的有效手段就是截骨矯形術(shù)[1]。有限元法的基本方法是把獨(dú)立的集合體離散化，簡(jiǎn)單的說，就是把一個(gè)由無限個(gè)單元組成的連續(xù)體進(jìn)行劃分，使其成為有限的具有力學(xué)特性的簡(jiǎn)單單元，用簡(jiǎn)化后的已知單元來近似原有的連續(xù)體，然后進(jìn)行解析。其過程有三個(gè)基本階段：有限元模型的建立（即前處理）、有限元解算、結(jié)果處理和評(píng)定（即后處理）[2]。通過有這種方法能夠進(jìn)行數(shù)字重建并在該基礎(chǔ)上進(jìn)行手術(shù)過程的模擬，使術(shù)者對(duì)整個(gè)手術(shù)過程有更加全面的了解，對(duì)術(shù)可能出現(xiàn)的問題及應(yīng)注意的事項(xiàng)作全面的分析，對(duì)手術(shù)的方案具有指導(dǎo)意義[3]。

1 有限元法概念及原理

建立一個(gè)等價(jià)的模型使其替換原有的真實(shí)結(jié)構(gòu)，此模型是由無數(shù)個(gè)分散的單元（即有限元素）組成的連續(xù)體，且其中這些單元易用數(shù)學(xué)語言表達(dá)，按照一定規(guī)律保證其連續(xù)性，將它們還原成可以用線性代數(shù)描述的真實(shí)的連續(xù)結(jié)構(gòu)，通過運(yùn)算可以解析出所需物理量的方法即有限元法，又稱為有限元素法（finite element method，F(xiàn)EM）。將單獨(dú)的彈性體進(jìn)行離散化，使其成為由有限個(gè)單元所構(gòu)成的連續(xù)體，而連續(xù)合體內(nèi)的各個(gè)單元只能夠在有限個(gè)節(jié)點(diǎn)上進(jìn)行交接，其中全部的節(jié)點(diǎn)僅具有有限個(gè)自由度，在此條件下進(jìn)行解析成為可能，這就是有限元分析的方法。將微分方程的持續(xù)形式轉(zhuǎn)換成數(shù)學(xué)方程組，是其在數(shù)學(xué)意義上的表達(dá)。而有限元法亦是憑借位移法的思考方式，以能量轉(zhuǎn)換的原理為基礎(chǔ)，利用矩陣代數(shù)形式進(jìn)行表達(dá)的一種數(shù)值方法。有限元法對(duì)處理各種紛亂的邊界條件和繁瑣的幾何形狀非常有效，且可以有效的解決各類雜亂的材料及其屬性。而如果利用計(jì)算機(jī)軟件來模擬人體體內(nèi)的一些情況，可以通過控制一些實(shí)驗(yàn)室的條件，例如有限單元、自由度等來完成。這種方法在骨科生物力學(xué)中開始逐漸應(yīng)用起源于20世紀(jì)70年代，而直到20世紀(jì)90年代，隨著電腦技術(shù)的不斷發(fā)展升級(jí)，計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)和電腦軟件的聯(lián)系逐漸加深，從而才出現(xiàn)的數(shù)字醫(yī)學(xué)有限元分析（DM-FEM）技術(shù)?，F(xiàn)在有限元分析早已成為探索骨科生物力學(xué)秘密的常用方法了[4-5]?，F(xiàn)行有限元分析的軟件種類十分繁多，且基本上都是國際通用的，他們?cè)谄囍圃臁⒛＞叩难邪l(fā)、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的有十分廣泛的應(yīng)用。ANSYS、MARCABAQUS、ABAQUS等各個(gè)有限元軟件利弊，但它們的運(yùn)算方法大多類似，基本一致。如今有限元分析早已成為獨(dú)立的研究骨科生物力學(xué)的手段，且早已不是最初以觀察和驗(yàn)證某些實(shí)驗(yàn)的結(jié)果為目的而應(yīng)用的了。

2 有限元模型在骨科應(yīng)用中的優(yōu)劣分析

2.1 有限元模型的優(yōu)勢(shì)

首先通過有限元模型可以模擬許多實(shí)體的變化，例如強(qiáng)直性脊柱炎后凸畸形矯形術(shù)前與術(shù)后的對(duì)比，脊柱截骨術(shù)前后脊柱形狀的改變等；其次是在生物力學(xué)方面的研究，例如椎骨與椎間盤之間的生物力學(xué)變化，對(duì)它們內(nèi)在的張力和應(yīng)力進(jìn)行有限元分析，對(duì)于尋找出骨適應(yīng)性變化的原因有重大幫助，并且這對(duì)進(jìn)行實(shí)體模型的負(fù)載應(yīng)力實(shí)驗(yàn)研究亦有重要意義，而在其他實(shí)驗(yàn)中無法做到這些；然后通過有限元模型可以對(duì)脊柱器械元件長(zhǎng)短、厚度的設(shè)計(jì)、材料的選用進(jìn)行分析，在新的脊柱器械仍在研發(fā)階段時(shí)對(duì)其進(jìn)行評(píng)估；再次有限元模型能對(duì)損傷及退變、結(jié)核等多種病變進(jìn)行模擬；最后該模型可以模擬肌肉對(duì)脊柱力學(xué)的影響。所以這種方法在進(jìn)行脊柱運(yùn)動(dòng)學(xué)、脊柱動(dòng)力學(xué)和脊椎及椎間盤內(nèi)部的生物力學(xué)變化等各種研究方面擁有很大優(yōu)勢(shì)。

2.2 有限元模型的局限性主要存在兩個(gè)方面

第一方面，該模型的建立過分依賴標(biāo)本的實(shí)驗(yàn)研究：首先，要建立有限元模型，需要與實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ瓦M(jìn)行對(duì)比，而實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ屯菑囊呀?jīng)做過的或者文獻(xiàn)中搜尋到的較為合適的，將兩者的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，它們的吻合度高表示該模型的有效性好，這是驗(yàn)證有限元模型的有效性的方法。但是建立的數(shù)學(xué)模型能夠很好的表達(dá)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可當(dāng)其單獨(dú)的進(jìn)行預(yù)測(cè)的時(shí)候，其作用有限；其次，有限元模型建立的完全取決于模型的構(gòu)成，能否取得合理的數(shù)據(jù)，直接影響著模型建立的結(jié)果。而有限元模型的本身并不能直接得到數(shù)據(jù)，它取得數(shù)據(jù)的最主要渠道就是從實(shí)體標(biāo)本模型中獲得，例如各種骨和軟組織的材料的特征數(shù)據(jù)，然而這些數(shù)據(jù)并不是完全正確的，這其中包含了許多原有的錯(cuò)誤，且這些數(shù)據(jù)并不是都適用于數(shù)學(xué)模型，更重要的有些數(shù)據(jù)甚至根本無法取得，這是有限元模型不能夠理想建立的重要原因。第二方面，有限元模型存在太多的簡(jiǎn)化和假設(shè)：首先，與實(shí)體的標(biāo)本和活體的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行比較，數(shù)字模型的建立是由對(duì)其進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的人員進(jìn)行自由地對(duì)其進(jìn)行各種假想，選用不同的材料及屬性，對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行相對(duì)理想的簡(jiǎn)化，更重要的是對(duì)各種繁雜成分的材料的生物力學(xué)特性作理想化的簡(jiǎn)化假設(shè)，這樣能夠使得模型的有效性更為重要也更加難以實(shí)現(xiàn)。其次，椎體的完整形態(tài)與其相鄰的椎體的位置關(guān)系對(duì)預(yù)測(cè)脊柱椎體間的生物力學(xué)關(guān)系有很重大的意義，但這些數(shù)據(jù)都是在CT斷層片中獲取的，或是從實(shí)體標(biāo)本中取得的相近值。要建立脊柱有限元模型中脊椎的幾何形態(tài)，首先應(yīng)將其進(jìn)行簡(jiǎn)化，以相對(duì)簡(jiǎn)單的構(gòu)件來進(jìn)行相對(duì)真實(shí)的幾何形狀模擬，用這樣的方式建立的幾何形態(tài)并不準(zhǔn)確。

3 有限元法在脊柱畸形研究中的應(yīng)用

有限元模型的離散化是指將一個(gè)由無限個(gè)單元所組成的集合體劃分成有限個(gè)的有力學(xué)特性的已知的簡(jiǎn)單單元，這是其基本原理，這也是一種全新的生物力學(xué)測(cè)試方法。利用此方法的有限元模型能夠與先前的實(shí)體進(jìn)行替換，按照先前實(shí)體的材料及其應(yīng)該的加載的力學(xué)狀態(tài)，按照其所需要的類型進(jìn)行挑選，在各個(gè)單元之間通過節(jié)點(diǎn)進(jìn)行相連，使力在節(jié)點(diǎn)之間傳遞。而用單元節(jié)點(diǎn)量通過選定的函數(shù)關(guān)系插值可以求得單元內(nèi)部的待求量[6]。

為了對(duì)脊柱側(cè)凸、后凸畸形矯形手術(shù)中，椎體在術(shù)前與術(shù)后中的的改變進(jìn)行比較，應(yīng)用數(shù)字成像技術(shù)，在脊柱畸形矯形手術(shù)中，定量分析矯形定位的椎體并對(duì)其旋轉(zhuǎn)和形矯形進(jìn)行量化對(duì)比，Dumas等[7]運(yùn)用此方法來評(píng)估脊柱側(cè)凸、后凸畸形的程度及觀察手術(shù)效果，所以掌握脊柱相關(guān)病變的病理性變化對(duì)于確診和制定手術(shù)方案具有重要的意義。

晚期強(qiáng)直性脊柱炎后凸畸形必須進(jìn)行脊柱截骨矯形手術(shù)，這是治療這類疾病的有效手段。生物力學(xué)（Biomechanics）是一種將力學(xué)原理應(yīng)用在生物體生命活動(dòng)規(guī)律的一門學(xué)科，它把各個(gè)單一的學(xué)科整合在一起，使其相互疊加、共同作用形成了一門的新的將力學(xué)應(yīng)用于生物學(xué)的新學(xué)科[8-10]。由于不同類型柔韌性評(píng)估方法根據(jù)其力學(xué)原理的異同，在各類脊柱側(cè)凸中，采用相同的力學(xué)加載，所得到的結(jié)果必然不同。這為在不同力學(xué)加載產(chǎn)生的脊柱側(cè)凸的形狀進(jìn)行的柔韌性評(píng)估方法的問題探索給出了重要的根據(jù)[11]。利用生物力學(xué)的有限元方法，可以針對(duì)具體病例、具體矯形器械和矯形策略進(jìn)行模擬，預(yù)測(cè)術(shù)后矯形結(jié)果，分析術(shù)中參數(shù)選擇對(duì)結(jié)果的影響權(quán)重，進(jìn)而指導(dǎo)手術(shù)規(guī)劃。Lafage等[12]為了對(duì)CD系統(tǒng)的矯形策略進(jìn)行探討，建立了以具體病例為依據(jù)的梁?jiǎn)卧Ｐ停@不僅僅讓人們對(duì)胸腰椎側(cè)凸矯形的上下端椎位置改變對(duì)術(shù)后矯形結(jié)果的原因有了深入的了解，更重要的是其引入了側(cè)凸脊柱的剛度變化這一重要概念。Rolmann等[13]在ABAQUS軟件中建立了簡(jiǎn)化的胸腰椎側(cè)凸有限元模型，以加載方式為變量，初步討論了前路VDS系統(tǒng)的矯形策略。為了對(duì)支具、器械與生長(zhǎng)調(diào)制等進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，是Aubin等[14]利用從CT斷層片中取得的數(shù)據(jù)，建立起了人體胸腔和脊柱的數(shù)字模型，與實(shí)體標(biāo)本中取得的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，有較高的吻合度，從而建立起了相對(duì)完整的數(shù)字模型，并以該模型為基礎(chǔ)模擬出相應(yīng)的各種用具。而通過器械治療胸腰椎側(cè)凸過程，是Poulin等[15]用ADAMS軟件模擬出的。模擬手術(shù)的重要目的之一是分析脊椎的安全性，Lafage等[12]依照真實(shí)的病例重建了數(shù)字模型，希望能表達(dá)出椎間軟組織的彈性變形，為此還引入側(cè)凸脊柱的剛度變化，但卻將脊柱的骨性結(jié)構(gòu)作為剛體來相近處理，所以根本不可能取得與脊柱生物力學(xué)相符的力學(xué)變化，這明顯不能夠?qū)崿F(xiàn)。Rohlmann等[16]利用數(shù)字模型比較了前、后路內(nèi)固定器械的穩(wěn)定性差別，并建立了頗具代表性的腰椎模型。這些工作都還處于初級(jí)階段，但是已經(jīng)展示了有限元方法在手術(shù)規(guī)劃領(lǐng)域的廣闊應(yīng)用前景。

4 三維有限元的應(yīng)用前景

利用生物力學(xué)的有限元方法，可以針對(duì)具體病例、具體矯形器械和矯形策略進(jìn)行模擬，預(yù)測(cè)術(shù)后矯形結(jié)果，分析術(shù)中參數(shù)選擇對(duì)結(jié)果的影響權(quán)重，進(jìn)而指導(dǎo)手術(shù)規(guī)劃。有限元分析的結(jié)果取決于不同因素對(duì)其產(chǎn)生的影響，其中包括模型的建立，不同模型間形狀和材料屬性的異同，還有對(duì)其負(fù)荷加載的差異等等，但這種分析研究的方法對(duì)在脊柱生物力學(xué)方向上有著極其廣泛而又深入的探索。

Rohlmann等[17]在ABAQUS軟件中建立了簡(jiǎn)化的胸腰椎側(cè)凸有限元模型，以加載方式為變量，初步討論了前路VDS系統(tǒng)的矯形策略。脊柱力學(xué)特性研究的較為常用的方法是有限元法，從基本原理的角度看，其能夠應(yīng)用于任何的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，可在脊柱的力學(xué)特性方面，還有許多尚無法解釋的難點(diǎn)，例如頸椎有限元模型的建立，就仍需要繼續(xù)去驗(yàn)證。所以要用數(shù)字模型來模擬近乎真實(shí)的人體，還有很長(zhǎng)的路要走。近年來由于計(jì)算機(jī)科技水平的持續(xù)提高，且對(duì)探索脊柱組織力學(xué)特性的需要逐漸深入，數(shù)字模型的建立將可以逐漸真實(shí)的對(duì)脊柱在各種狀態(tài)下的生物力學(xué)變化進(jìn)行模擬，這對(duì)臨床病例上遇到的常見難題會(huì)有更加透徹的了解，從而可以給醫(yī)生在生物力學(xué)方面提供更好的參考。有限元方法是脊柱生物力學(xué)研究的有效方法，由于電子科技水平的持續(xù)性提高，且在生物力學(xué)領(lǐng)域的的探索的逐漸深入，這不僅使有限元軟件的技術(shù)水平得到了提高，還將對(duì)脊柱生物力學(xué)的探索引向更深入的層次。

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第9篇：人體運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)研究范文

關(guān)鍵詞　推拿　力學(xué)　構(gòu)建　研究　方法　教學(xué)

1、《推拿力學(xué)》教材建設(shè)的意義

推拿是一門古老的中醫(yī)外治技術(shù)，經(jīng)過幾千年的臨床實(shí)踐，其療效和使用價(jià)值勿庸置疑。在我國高等中醫(yī)院校的推拿專業(yè)課程設(shè)置里，主要有《推拿功法學(xué)》、《推拿手法學(xué)》和《推拿治療學(xué)》三門，綜觀三門課程的知識(shí)內(nèi)容，基本上都是對(duì)古人經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)和整理，內(nèi)容雖然豐富，但仍然屬于經(jīng)驗(yàn)醫(yī)學(xué)。中醫(yī)藥現(xiàn)代化是時(shí)展的必然趨勢(shì)，作為中醫(yī)學(xué)有機(jī)組成部分的推拿學(xué)也必然要跟隨時(shí)展的步伐。充實(shí)和更新學(xué)科知識(shí)內(nèi)容，特別是運(yùn)用現(xiàn)代物理力學(xué)原理、手段和方法研究古老推拿學(xué)所產(chǎn)生的、具有現(xiàn)代科學(xué)內(nèi)涵的新的知識(shí)內(nèi)容，將是推拿學(xué)向前發(fā)展和走向現(xiàn)代化的堅(jiān)實(shí)步伐，將為本學(xué)科的發(fā)展注入新的活力。不僅如此，將力學(xué)的定性定量研究思維引入以經(jīng)驗(yàn)為主的推拿醫(yī)學(xué)，將為手法的作用實(shí)質(zhì)和量化規(guī)范性操作提供堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。構(gòu)建一本好的《推拿力學(xué)》教材，以此為基礎(chǔ)進(jìn)行教學(xué)實(shí)踐探索，學(xué)生在繼承學(xué)習(xí)傳統(tǒng)經(jīng)典推拿知識(shí)的同時(shí)，運(yùn)用現(xiàn)代力學(xué)的原理對(duì)這些知識(shí)進(jìn)行新的認(rèn)識(shí)和思考，以及在教學(xué)過程中探索新的人才培養(yǎng)模式，培養(yǎng)大量高層次的人才，這對(duì)本學(xué)科的發(fā)展具有不可低估的深遠(yuǎn)意義。

2　理論準(zhǔn)備

在探索將傳統(tǒng)推拿經(jīng)驗(yàn)醫(yī)學(xué)知識(shí)進(jìn)行現(xiàn)代詮釋的理論準(zhǔn)備過程中，我們尋找過很多的方法和路徑，比如動(dòng)物實(shí)驗(yàn)、臨床醫(yī)技手段和解剖學(xué)原理等，但這些路徑和方法，要么對(duì)本學(xué)科問題的解決顯得點(diǎn)點(diǎn)滴滴不夠全面，要么不能切中要害解決不了根本問題。手法的最大特點(diǎn)在于“手法作用于人體，以力為作用特征[1]”，手法的運(yùn)用過程其實(shí)質(zhì)就是一個(gè)力的運(yùn)用過程，傳統(tǒng)手法醫(yī)術(shù)要與現(xiàn)代科學(xué)相結(jié)合，從力的研究入手是一個(gè)最佳切入點(diǎn)。因此，可以把“力”的概念作為運(yùn)用現(xiàn)代科學(xué)思維方式研究手法醫(yī)學(xué)的橋梁和紐帶。

3　《推拿力學(xué)》的教材構(gòu)建

教材的主要知識(shí)內(nèi)容是運(yùn)用借鑒現(xiàn)代物理學(xué)中力學(xué)的研究方法，通過對(duì)手法、功法和治療的力學(xué)分析，剖析手法對(duì)人體的作用方式和作用實(shí)質(zhì)，介紹手法的力學(xué)基礎(chǔ)、力學(xué)特性、力學(xué)作用原理、動(dòng)力學(xué)效應(yīng)、生物力學(xué)效應(yīng)等，現(xiàn)將主要內(nèi)容介紹如下。

緒論部分主要闡述推拿力學(xué)的基本概念、源流、編寫目的、意義、學(xué)習(xí)方法、臨床運(yùn)用價(jià)值、學(xué)科研究發(fā)展方向等。

在手法的力學(xué)基礎(chǔ)章節(jié)里，闡述與手法醫(yī)學(xué)密切相關(guān)的力學(xué)概念，例如剛體、力、力矩、笛卡爾坐標(biāo)系、平衡、平移、位移、旋轉(zhuǎn)、自由度、運(yùn)動(dòng)學(xué)、載荷、阻力和時(shí)間等，并結(jié)合本學(xué)科的特點(diǎn)，介紹這些概念的臨床應(yīng)用及意義。力學(xué)分析的一些基本要術(shù)，比如力的大小、方向、作用點(diǎn)、時(shí)間、長(zhǎng)度等，與之相關(guān)的還有向量、質(zhì)量、速度、加速度、頻率和固有頻率等等；動(dòng)力型位移、靜力型位移、張力型位移、生理性載荷、病理性載荷、功能性載荷、組織結(jié)構(gòu)力學(xué)、剪切力、拉伸力和壓縮力；定義舉例；耦合運(yùn)動(dòng)；三維空間上的螺旋軸；物理力學(xué)分析方法、力學(xué)計(jì)算公式，與本學(xué)科相結(jié)合的臨床應(yīng)用及其意義。

在手法的力學(xué)和生物力學(xué)特性章節(jié)里，運(yùn)用借鑒現(xiàn)代物理學(xué)對(duì)力學(xué)的研究方法，來分析主要手法的力學(xué)特性，畫出主要手法的力學(xué)分析圖[2、3]，給出力臂、力矩、作用點(diǎn)、動(dòng)力等力學(xué)作用因素，對(duì)某些手法(如一指禪推法、按法等)給出其力學(xué)計(jì)算公式，從物理學(xué)角度來量化手法的作用量(治療量)，為合理科學(xué)的手法操作打下基礎(chǔ)。結(jié)合人體的生物力學(xué)特性，描述和預(yù)測(cè)在手法外力作用時(shí)，人體靜態(tài)和動(dòng)態(tài)力學(xué)結(jié)構(gòu)的發(fā)生、發(fā)展和變化，以及皮膚、皮下組織、血管、神經(jīng)、肌肉、韌帶、淋巴等組織結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的收縮、舒張、酸、脹、麻、熱等生物學(xué)效應(yīng)。

在推拿力學(xué)的研究方法章節(jié)中，主要介紹以下幾種研究方法，一是離體研究方法，二是在體研究方法，三是數(shù)學(xué)模型研究方法，四是骨性模型研究方法?；镜膶?shí)驗(yàn)手段，編寫三種，分別是強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)、穩(wěn)定實(shí)驗(yàn)和疲勞實(shí)驗(yàn)。推拿力學(xué)主要實(shí)驗(yàn)指標(biāo)。

手法的力學(xué)作用原理和動(dòng)力學(xué)效應(yīng)。通過對(duì)手法力學(xué)特性的分析，運(yùn)用力學(xué)理論來闡明手法對(duì)人體的作用方式和作用途經(jīng)，分析手法中的主要作用因素、次要作用因素和無效作用因素，為提高手法的操作效率打下基礎(chǔ)。從物理學(xué)角度，結(jié)合手法的作用點(diǎn)、力的大小、方向、幅度和頻率等因素，闡明各個(gè)手法作用力作用于物體時(shí)所產(chǎn)生的動(dòng)力學(xué)效應(yīng)，例如：沖量效應(yīng)、熱效益、動(dòng)量效應(yīng)、位移效應(yīng)等。本部分分為三個(gè)章節(jié)編寫，一是手法的動(dòng)作結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律；二是六大類24個(gè)基本手法的力學(xué)結(jié)構(gòu)、力學(xué)原理，畫出力學(xué)變化圖，探討手法的合理性；三是手法運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)，包括手法運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的研究方法、實(shí)驗(yàn)儀器及其應(yīng)用、手法力學(xué)信息測(cè)錄系統(tǒng)和信息計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)。

在功法力學(xué)部分，主要研究了易經(jīng)筋十二個(gè)功法和少林內(nèi)功中站襠勢(shì)、馬襠勢(shì)、弓箭襠勢(shì)、跨襠勢(shì)、并襠勢(shì)、大襠勢(shì)、懸襠勢(shì)、坐襠勢(shì)、低襠勢(shì)、磨襠勢(shì)、亮襠勢(shì)、前推八匹馬、倒拉九頭牛、霸王舉鼎、風(fēng)擺荷葉的力學(xué)模型及其基本結(jié)構(gòu)，重點(diǎn)描述每一個(gè)動(dòng)作結(jié)構(gòu)的力學(xué)原理，對(duì)人體整體結(jié)構(gòu)的影響，對(duì)人體局部肌肉、骨骼和關(guān)節(jié)的影響，從力學(xué)角度分析探討動(dòng)作原理、力學(xué)根據(jù)，對(duì)重點(diǎn)鍛煉部位畫出力學(xué)分析圖，給出力學(xué)計(jì)算公式，探討功法鍛煉的合理性。

在治療學(xué)部分，主要從手法的力學(xué)效應(yīng)上進(jìn)行編寫，選擇了頸椎病和腰椎間盤突出癥兩個(gè)疾病，根據(jù)每個(gè)疾病的生理特性和病理改變，與手法的力學(xué)原理相結(jié)合，遵照循證醫(yī)學(xué)的觀點(diǎn)，有理有據(jù)地分析手法運(yùn)用的根據(jù)，從力學(xué)原理提出疾病的治療處方，提出每個(gè)疾病手法治療的作用點(diǎn)、力的大小、力的方向、力的作用時(shí)間、頻率高低和振幅大小等因素的參考值。

在附篇部分還介紹了手法治療與臨床應(yīng)用研究，主要探討手法對(duì)局部組織器官和人體系統(tǒng)的作用。

4　教學(xué)實(shí)踐

教學(xué)實(shí)踐的目標(biāo)是通過《推拿力學(xué)》的教學(xué)活動(dòng)，使學(xué)生從根本上擺脫沿襲了幾千年的“就手法而學(xué)習(xí)手法”模仿式學(xué)習(xí)，打破“經(jīng)驗(yàn)教學(xué)”的舊框架，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用現(xiàn)代科學(xué)的研究手段和思維方式來對(duì)古老的手法醫(yī)學(xué)做出全新的認(rèn)識(shí)和理解。教學(xué)實(shí)踐的目的是對(duì)教材內(nèi)容進(jìn)行實(shí)踐檢驗(yàn)，探索其科學(xué)性、正確性和有效性，為進(jìn)一步修正提高打下基礎(chǔ)。教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)分以下步驟進(jìn)行。

在編寫教學(xué)計(jì)劃和實(shí)施方案的基礎(chǔ)上，選擇我校2004級(jí)針灸推拿專業(yè)五年制和七年制兩個(gè)班進(jìn)行教學(xué)實(shí)踐，以王國才主編的“十一五”國家級(jí)規(guī)劃教材《推拿手法學(xué)》為主干教材，在學(xué)習(xí)該教材的同時(shí)，講授《推拿力學(xué)》的相關(guān)知識(shí)內(nèi)容，總共54學(xué)時(shí)。在教學(xué)過程中，我們邀請(qǐng)了本校和外校各兩名專家共聽取了8學(xué)時(shí)的課，課后專家均以書面評(píng)價(jià)形式對(duì)本教材和教學(xué)過程予以了較高評(píng)價(jià)，并對(duì)進(jìn)一步完善和修改提出了寶貴意見。設(shè)計(jì)了學(xué)生問卷調(diào)查表，以“A、該教材很有價(jià)值對(duì)教學(xué)具有積極的促進(jìn)作用”、“B、該教材價(jià)值一般對(duì)教學(xué)促進(jìn)作用不太大”和“c、該教材使用價(jià)值不大對(duì)教學(xué)沒有促進(jìn)作用”三個(gè)問題供學(xué)生以不記名方式自由選擇，兩個(gè)班共211人，回收211份調(diào)查表，選擇“A”的學(xué)生206名，占總數(shù)的97．6％，選擇“B”的學(xué)生5名，占總數(shù)的2．4％，無選擇“C”的學(xué)生。

5　認(rèn)識(shí)與體會(huì)

力學(xué)貫穿了整個(gè)推拿醫(yī)學(xué)的始終，雖然本教材還不夠成熟，甚至有很多錯(cuò)漏之處，但這畢竟是一種學(xué)科的創(chuàng)新之舉，是一種有益的嘗試，特別是對(duì)本學(xué)科的現(xiàn)代化提供了一種啟迪和思路，應(yīng)該代表了本學(xué)科的發(fā)展方向。就目前而言，臨床上手法操作十分混亂，各施各法，沒有統(tǒng)一的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，手法的量效關(guān)系也一直不能夠確定和量化，本教材的編寫和完善，將為解決長(zhǎng)期制約本學(xué)科向前發(fā)展的根本性問題帶來希望。

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