生物力学论文范文
时间：2023-03-07 06:53:10
生物力学论文范文第1篇
自Branemarkr提出骨结合理论以来，种植义齿已成功地应用于临床，解决了以往传统义齿的固位、舒适等新问题，取得较好的修复效果。但临床上仍常出现种植体四周骨组织吸收、种值体断裂、松动、脱落等新问题[1，2。许多学者认为种植义齿的生物力学相容性是影响种植义齿远期成功率的主要因素之一。本文对种植义齿下部结构生物力学探究概况作一综述。
1种植材料对种植义齿生物力学的影响
Nishihara等[5通过动物实验探究表明种植体四周骨内的应力分布和种植材料的性质、材料的弹性模量关系不大，而是更多的和种植体的形态、颌骨的形态及结构有关。Rieger等用三维有限元法（finiteelementmethod,FEM）分析，也得出相类似的结果。但从生物力学的观点来看，不同材料和不同弹性模量的种植体对应力在种植体骨界面的分布是有影响的。邹敬才等[4用有限元法在5种不同弹性模量、相同的负荷条件下，对单个螺旋形种植体骨界面的应力分布规律作比较，结果表明种植体的弹性模量越高，种植体颈周骨内应力越小，而根端骨内应力越大；种植体弹性模量越低，种植体和骨界面的相对位移运动就越大。适宜的种植体的弹性模量在70000MPa以上。
目前，由于金属及金属合金材料具有优良的生物力学性能而被广泛应用于种植体的制作，其中钛和钛合金等被认为是最合适的种植材料。近年来许多学者探究了用生物陶瓷作为种植材料[5，认为生物陶瓷种植体在植入后的始阶段可以获得较钛及其合金更好的生物相容性，但在行使功能后终因生物陶瓷本身力学上的易碎性导致生物陶瓷种植体生物力学的相容性较差，Glantz等[6通过实验也证实了陶瓷种植体和陶瓷涂层的种植体因生物力学上有较差的相容性导致种植后较高的失败率。
2种植体的形态对种植义齿生物力学的影响
Victor[7用三维有限元法对3种不同种植体系统（Branemark系统、Bud系统、IMZ系统）的不同形态的种植体，在不同的加载条件下，种植体四周骨内的应力分布情况进行了探究。结果表明3种不同种植体四周骨内最大应力均位于种植体颈部四周和种植体翼的下方，且越近种植体根尖部，骨内应力越小。种植体的翼可以减少应力在种植体及其四周骨内的分布，去掉翼不但增大种植体颈部骨的应力，而且将改变整个应力分布的情况。在其他因素不变的情况下，增大种植体颈部直径，种植体四周皮质骨内应力大大降低，故认为种植体颈部的直径对种植体四周的应力分布水平影响最大，两者呈负相关。岑远坤等[8对叶状和柱状种植体支持的全下颌种植覆盖义齿在不同牙位下应力分布的情况进行了探究，结果表明叶状种植体和柱状种植体应力分布的基本规律相似，种植体颈部以及其四周的骨皮质界面均为应力集中区。但叶状种植体在其颊舌面和近远中面交界的尖锐线角处，应力集中更明显，其骨界面的应力峰值均大于柱状种植体。Holmgren等[9探究认为圆锥形种植体比圆椎状种植体更有利于种植体骨界面的应力分布，黄辉等[10探究认为螺旋形种植体螺旋顶角的改变可以导致种植体在支持组织内应力分布水平的变化，并指出螺旋顶角为60%26ordm;的种植体应力分布最合理。
3种植体的表面结构对种植义齿生物力学的影响
有学者从生物力学角度探究认为表面有微孔的种植心得形成更好的种植体-骨界面结合，当孔径为50-200%26micro;m时可获得最佳的结合强度。陈安玉[11探究表明由于表面微孔的存在，可在种植体骨界面形成机械的锁结功能，从而改变微界面应力的功能方式，使得在大界面上每一个区域均有小界面的压应力存在，使拉应力和剪应力转变为压应力；另一方面微孔增加了界面的接触面积，降低了平均应力水平，从而更有利于应力的合理分布。
近年来许多学者提出种植体表面的生物活性涂层可以诱导骨性结合。Michael等[12经临床观察报告HA涂层种植体成功率（7-8年）达97.5%,Adell认为HA涂层种植体有利于早期愈合。有学者探究表明BTG钛基复合种植体植入颌骨内后，早期固位优于钛种植体，具有较高的界面结合强度，并且在界面上可产生化学结合、金属结合、机械结合3种方式。但也有资料提示随着种植体接受功能负荷时间的延长，成功率下降，临床上亦出现涂层和钛芯结合强度不足导致涂层剥落者。
4种植体的数量以及在颌骨内的排列和分布对种植义齿生物力学的影响
种植义齿由多个种植体支持时，应力分布情况由种植体的数量，种植体在颌骨内的方向、排列所决定。一般认为种植体的数目越多，每个种植体上承担的应力就越小。Skalak探究认为多个种植体支持的种植义齿当受到水平方向力功能时，力量可以较均匀地分散到各个种植体，且分散到每个种植体上的力量要小于总功能力。当垂直方向力功能于种植义齿时，力量不会均匀地分散到每个种植体，越靠近功能力点的种植体受力越大。
对于全口种植义齿，Skalak认为4-6枚种植体即可支持全口固定种植义齿。Bschwartzman探究表明4个或5个种植体支持的全颌种植义齿在应力分布规律上无差异，并认为当垂直负荷功能于全颌种植义齿远端悬臂梁时，最靠近悬臂梁端的种植体产生的应力最大。Davis通过实验探究得出相似的结果。Osier[13用静态工程原理分析进一步指出最靠近悬臂梁的种植体所承受的负荷通常是总负荷的2.5-5倍，是非悬臂梁状态的1.75-3.5倍，主要承受的是压应力，而远离悬臂梁端的种植体主要承受张应力。悬臂梁越长，末端种植体所受的应力越大，故认为在种植义齿设计时，应尽量避免使用悬臂梁，如一定要使用悬臂梁时，种植体应尽量离散，且悬臂梁的长度不能超过种植所能承受的范围。
Federick等[14用光弹法探究了由2个种植体支持的全颌种植义齿的应力分布，结果表明种植体在颌骨内应垂直于牙平面并平行放置，以利于牙力通过种植体垂直传递，减少种植体的力矩和界面过大应力。但临床上为取得共同的就位道，往往使种植体之间形成一定角度，Naert等[15指出在同一牙弓中种植体之间的相互偏差角度不宜超过20%26ordm;，以使负荷没种植体长轴传导。Hertey等[16探究表明，种植体在颌骨内的分布呈曲线型排列较直线型排列者界面的应力要小，种植体为直线型排列缩小了其后方向的分散程度，导致游离臂和抗力臂比例增大。
5受植区颌骨的形态结构对种植义齿生物力学的影响
从生物力学观点看，颌骨是一种多相的、各向异性的、非均质性的、多孔的复合体。人类的颌骨是具有一定屈曲性的弹性体[17，可以承受一定的压力，但其皮质骨和松质骨都有一定的抗张力和抗压力的极限，当颌骨受力水平高于其极限值时，就会产生微骨析，最后导致骨质吸收破坏。
Lundgrens[18指出种植体的成败和颌骨骨皮质的密度、厚度、颌骨的宽度以及受植床血供等直接相关。Jensen指出受植区的颌骨形态和结构较整个颌骨的形态和结构对种植义齿的应力分布影响更大，一个理想的受植区颌骨至少要能提供10mm的骨性结合区，其水平宽度至少为6mm。Victor等[7用三维有限元法探究了由3种不同厚度皮质骨的颌骨支持的种植体在不同的负荷下，种植体及其四周骨内的应力分布，结果表明3种情况下种植及骨界面应力分布的规律基本相同，最大拉应力、压应力均位于种植体的颈部四周。但最大拉应力、最大压应力的值却有显著差异。皮质骨越厚，种植体及其四周皮质骨内的应力越小。但在垂直瞬间加载时，最大拉应力位于种植体颈部，最大压应力位于种植体底部，当种植体的颈部和底部同时位于皮质骨内时，可以明显降低种植及其四周骨内的应力。Papavasilion[19也指出当皮质骨缺乏时，可导致种植体骨界面的应力增高，从而导致种植体四周骨的微骨折。
6参考文献
1RoxanaS,HarukaK,ShingoN.IntJOralMaxillofacimplants,1998,13(6)摘要:781-790
2BlockMS,GardinerD,KentJN,etal.IntJOralMaxillofacimplants,1996,11(5)摘要:626-633
3NishiharaK,NakagiriS.BioedMaterEng,1994,4(3)摘要:141-149
4邹敬才，唐文杰，肖光裕。临床口腔医学杂志，1996，12（1）摘要：8-11
5GottlanderM,AlbrektssonT.IntJOralMaxillofacimplants,1992,7(4)摘要:485-409
6GlantzPO,RangertB.AMethodologicalandClinicalStudyClinoralImplantsRes,1993,4(2)摘要:99-105
7VictorBE.IntJOralMaxillofacImplants,1997,12(2)摘要:200-210
8岑远坤，毛祥彦，何佳凝，等.华西口腔医学杂志，1997，15（1）摘要：64-66
9HolmgrenEP,SeckingerRJ,KilfrenLM,etal.JOralimplantol,1998,24(2)摘要:80-88
10黄辉，马轩祥，张少峰.实用口腔医学杂志，1996，12（2）摘要：109-121
11陈安玉.口腔种植学，成都摘要：四川科技出版社，1989；66
12MichaelS,JohnN.DentImplant.1994,52(9)摘要:937-942
13OsierJF.JOralImplantol,1991,17(1)摘要:40-46
14FederickDR,Amgelo.JProsthetDent,1996,76(6)摘要:624-632
15NaertI,QuirmentM,TheuniersG,JProsthetdent,1991,65(1)摘要:67-69
16HerteyRC,KalkW.IntJProsthodont,1993,6(1)摘要:18-24
17KoriothTW,HannamAG.JDentRes,1994,73(1)摘要:56-66
18Lundgrens.IntJOralMaxillofacSurg,1993,22(2)摘要:272-277
生物力学论文范文第2篇
9月
•1978年9月27日苏革发〈 （78） 127号〉文，批准成立江苏省体育科学研究所，隶属省体育运动委员会，从事体育应用科学研究，为运动队提供科技攻关服务。
•茅鹏出任副所长。全所共10人，由原省体工队科研组转入，暂借南京体育学院几间教室办公。
•发行“江苏体育科技资料”（内部不定期出版）。
10月•江苏省第9届运动会期间，组织省内专家综合调研并发表调研报告。
1979年
10月•成希春出任所长。
•第4届全运会期间，茅鹏、钱君琪、蔡国钧等参加综合调研并完成调研报告。
12月•组织全省体育系统参加国家体委举办的“全国体育科研仪器器材成果展览”，共送展品10件，其中本所送展的“瞬间心率仪”、“激光计时仪”获好评。
1980年
1月•《江苏体育科技》（双月刊）由邮局公开发行，刊号CN321208，邮发代号2851。
4月•筹办江苏省第1届体育科学论文报告会，并编印报告会论文集。
12月•“第2届全国体育科学大会”召开，蔡国钧的《训练计算表》等3篇论文入选。
•中国体育科学学会在北京成立，成希春当选第1届中国体育科学学会体育理论学会委员；茅鹏当选体育情报学会副主任委员。
1981年
4月•国家体委科教司发文向全国推荐23项成果，包括本所“训练计算表”和“瞬间心率仪”2项。
12月•“瞬间心率仪”获1981年江苏省科研成果4等奖，成员：蔡国钧（本所），高国升、沈振宇、王旭高（南京大学）。
1982年
10月•江苏省体育科学学会在南京成立，举行第1次代表大会和第2届江苏省体育科学论文报告会，李执中副省长到会作了重要指示，成希春当选学会副理事长，茅鹏当选秘书长，蔡国钧当选理事，学会办公室设于本所。
12月•《单杠晚旋的力学原理》课题获国家体委科研成果3等奖。成员：尤启骏（本所）、梁昆淼（南京大学）。
1983年
5月•由本所、晨光机器厂和南京林业大学共同研制的“弹簧体操跳板”获航天部科技进步3等奖，成员：尤启骏（本所）、尤成淼（晨光机器厂）。
7月•李宗汉、陈钟元出任副所长，兼南京体院科研处副处长；成希春所长离休，免去茅鹏副所长职务，专门从事体育科学研究（副处级待遇）。
10月•建筑面积为1500的4层科研大楼竣工。按办公室、运动生物力学室、运动医学室、情报资料室、编辑部、电教室等的设置搬入新址办公，同时建立了生理实验室及生化实验室。
1984年
1月•省体委办公会议决定，本所由南京体育学院代管，仍为省属科研所，兼管南京体院科研管理工作。李宗汉、陈钟元兼任南京体院科研处副处长。
1985年
1月•省体委办公室会议决定，本所恢复由省体委管辖，党团组织仍由南京体育学院代管，后勤保障由南京体院提供。
5月•省政府办公会议同意财政拨款35万元人民币购置运动生物力学仪器。
6月•免去李宗汉副所长职务，调任南京体育学院副院长。
7月•邢华城、盛蕾等参加北京第1届国际运动医学会议。
10月•蔡国钧任中国体育科学学会体育仪器器材分会委员（第2届）。
12月•“运动技术影片分析仪”获国家体委科技进步4等奖，成员；蔡国钧、卢青、刘伟民、陆永宁。
•戴玉生、成希春、茅鹏、陈钟元、周桂庆、钱君琪、蔡国钧、王瑞芳获国家体委颁发的“新中国体育开拓者”荣誉章和荣誉证书。
•王瑞芳被评为中国体育科学学会先进工作者。
1986年
1月•所办《江苏体育科技》更名为《体育与科学》，仍由邮局公开发行。
5月•准备第6届全运会，茅鹏兼任江苏省田径队领队。
6月•邢华城赴澳大利亚参加第23届国际运动医学会议并宣读论文。
10月•省政府拨款人民币100万元购置运动生物力学仪器，由美国黄河公司代为订购及请艾里尔博士负责培训。
1987年
1月•科技体制改革，省属科研院所统一归省科委管辖，本所由省体委、省科委双重领导。
4月•以陈钟元为组长，蔡国钧、张跃、卢青、刘伟民为成员的考察小组去美国科拓体育科研中心，接受国际著名运动生物力学专家艾里尔博士培训两周。
•国际著名运动生理学权威，医学诺贝尔奖评委奥斯特朗博士来所讲学。
6月•心功能实验室建立。
7月•邢华城晋升副研究员。
9月•戴玉生任副所长，主持全面工作。
10月•蔡国钧任中国体育科学学会运动生物力学分会委员（第2届）。
11月•运动生物力学研究室参加国家体委第6届全运会运动生物力学研究队，负责解析工作，使我国的快速反馈技术达到世界先进水平。
12月•《无氧阈和有氧能力的检测及其实际应用》获国家体委科技进步2等奖，成员；邢华城、盛蕾、王明暄、季师敏。
•《技巧与体操的动力学分析与优化》获国家体委科技进步4等奖。成员；卢青、蔡国钧（本所）、吴永桢、赵志成、陈延正（河海大学）。
•陈钟元、茅鹏、蔡国钧、钱君琪晋升副研究员，周桂庆晋升副编审。
•邢华城、姜文凯、严政等参加第3届全国体育科学报告会。
1988年
4月•戴玉生副所长随江苏省体育考察团赴加拿大考察访问。
6月•“JTK影片解析仪”参加第2届北京国际体育仪器器材展览会。
•蔡国钧被聘为1988年度国家体委科技进步奖评委。
7月•王瑞芳任办公室主任，蔡国钧任运动生物力学室主任，姜文凯任运动医学室主任，陈钟元兼任运动训练室主任，严政任运动训练室副主任，钱竞光任运动生物力学室副主任。
9月•本所承办华东体育科技工作会议。
10月•卢青参加第18届国际高速摄影和光子学学术大会。
12月•王明暄任副所长。
1989年
1月•江苏省体育科学学会第2次代表大会召开，茅鹏当选副理事长，成希春、茅鹏、戴玉生当选常务理事，蔡国钧当选理事，王明暄、陈钟元当选副秘书长。
•本所运动生物力学室、小篮球适宜形式研究组、《体育与科学》编辑部被评为江苏省体育科学学会先进集体。
4月•放射免疫实验室建成。
5月•姜文凯赴荷兰参加第24届国际运动医学大会。
6月•蔡国钧被聘为1989年度国家体委科技进步奖评委。
10月•《单杠特卡切夫腾越动作运动生物力学分析》获国家体委科技进步4等奖。成员；钱竞光、蔡国钧（本所）、周力行（上海体院）、唐尚智、尤启骏（江苏体操队）。
•成立体育理论研究室，杨国庆任副主任。
1011月•本所承办江苏省科学选材培训班。
11月•姜文凯被国家体委评为全国体育科技先进工作者。
1990年
2月•准备北京亚运会，国家体委委派本所运动生物力学研究室承担中国田径队跳跃项目科研攻关。
3月•国家体委（90）体科字47号文将本所建立运动生物力学重点实验室列入规划之一。
4月•我省准备参加第7届全运会，实施田径科技先导队计划，陈钟元兼任江苏省田径队总教练，运动生物力学室、运动医学室、运动训练室全面投入科技攻关服务工作。
•本所承办的华东地区运动生物力学学术报告会在宁举行。
6月•王明暄参加中国体育科学考察组去原联邦德国考察访问。
8月•姜文凯被接纳为国际运动医学联合会会员。
9月•第11届亚运会科学大会在北京召开，本所茅鹏、姜文凯、张跃、卢青、程志理等宣读论文。
10月•本所蔡国钧、钱竞光、卢青、谈捷、何锦华、钱君琪参加第11届亚运会技术部工作（田径、篮球），蔡国钧被评为北京亚运会先进工作者，程志理参加《北京亚运会国民心态分析》的调研课题，新华社等媒体发表了调研结果。
•陈钟元被聘为国家体委科研课题评审委员会委员，次年4月在北京参加评审全国科研课题。
12月•戴玉生任所长。
•姜文凯晋升副研究员。
•茅鹏、蔡国钧、卢青、姜文凯被中国体育科学学会评为优秀会员，王明暄被评为先进工作者。
•蔡国钧、张跃任中国体育科学学会生物力学分会委员，王明暄任体育仪器器材分会委员，卢青任体育计算机应用分会委员，茅鹏任体育情报分会委员（第3届）。
1991年
1月•国家体委在北京召开第11届亚运会科研攻关服务表彰大会，“江苏体科所田径跳跃项目技术研究组”被评为优秀体育科研组，受到表彰并被授予证书的有；蔡国钧、钱竞光、卢青、刘伟民、谈捷、何锦华、王海群（本所），黄治（国家体委田径处）、田兆钟（国家田径队）。
3月•程志理撰写的《亚运16天》一书获第5届全国图书“金钥匙”奖。
5月 •李一冰任办公室副主任。
9月•《建设江苏省运动生力学重点实验室可行性报告》课题由来自全国20多位专家论证并通过。
10月•戴玉生赴西班牙参加第2届世界奥林匹克体育科学大会并宣读论文。
•张跃由国家体委派遣赴德国弗莱堡大学进修1年后按时回所工作。
12月•省科委以苏科条（91）398和399号文通知，确定江苏省体育科研所承担第一批建设省级重点实验室―运动生物力学实验室的任务。总投资330万元（省科委、省体委各半），建设年限由1991年至1993年12月。实验室基建由省体委承担。
•钱竞光赴澳大利亚参加第3届国际生物力学计算机模拟学术报告会，宣读论文《有弹性支座的人体动力学业模拟和训练》并获“国际青年科技奖”。
•盛蕾被国家体委评为全国优秀游泳工作者。
•《田径、体操等9项教学训练大纲的研制》获国家体委科技进步1等奖，本所王明暄、钱君琪参加了篮球、体操项目教学训练大纲的研制。
1992年
2月•严政、盛蕾赴香港参加香港国际运动医学会议。
3月•严政任江苏省举重协会科研委员会主任。
4月•江苏省运动生物力学重点实验室第一次学术委员会召开。省科委任命戴玉生、蔡国钧、姜文凯（本所）、王云德（国家体委科研所）、金季春（国家体委科教司）、叶永延（苏州大学）、王良国（南京理工大学）7人为学术委员。戴玉生任主任委员，王云德、金季春任副主任委员。
•王明暄任运动生物力学重点实验室主任，蔡国钧、钱竞光任副主任。
•戴玉生晋升教授。
5月•本所承办江苏省科学选材计算机培训班。
8月•张跃赴巴塞罗那奥运会参加由国际奥委会组织的跳水比赛的运动生物力学现场测试和研究。
•由王明暄副所长率领刘晓阳等人赴原苏联进行贸易考察。
10月•卢青去澳大利亚进修1年后按时回所工作。
12月•《体操难新动作设计、技术分析和训练》获国家体委科技进步2等奖，成员；钱竞光、戴玉生、蔡国钧（本所），苏超（河海大学）、杨秋蓉（江苏体操队）。
•《运动体内激素水平与运动能力的关系》获国家体委科技进步4等奖，成员；严政、刘星荣、邵慧秋。
•第4届全国体育科学大会在山东潍坊召开，茅鹏、陆永宁、严政、程志理等在会上宣读论文。
•钱竞光破格晋升研究员，王明暄晋升高级工程师，严政晋升副研究员。
•所办《体育与科学》杂志被评为中国体育核心期刊。
•姜文凯被国家体委评为全国运动员科学选材先进个人。
1993年
1月•省级重点实验室建设被江苏省政府列为1993年15项实事之一，年底前必须完成任务的有本所运动生物力学重点实验室。
4月•严政任运动训练研究室主任，陈钟元不再兼任研究室主任。
6月•戴玉生被江苏省科委评为优秀科研院所长。
8月•筹建中的运动生物力学重点实验室接受省科委组织的专家进行的考核，被评为良好并给予奖励。
9月•省体委发文表彰第7届全运会科技服务工作中成绩突出的运动训练研究室，并记功一次。
10月•程志理获第1届全国自然科学期刊“优秀青年编辑奖”。
11月•国家体委袁伟民副主任在省政府办公厅副主任潘春林、省体委主任林祥国、副主任孔庆鹏、南京体院院长酆祥林等陪同下，视察筹建中的运动生物力学重点实验室。
•姜文凯、严政、朱晓梅等参加北京第2届国际运动医学会议。
12月•运动生物力学重点实验室按期建成。26日在省科委主持下，由16位相关学科和管理专家组成的验收鉴定委员会经过认真讨论，一致通过鉴定和验收。
•江苏省科委、江苏省财政厅、江苏省体委以苏科条（93）474号、苏财厅（93）260号文，决定授予“江苏省重点实验室―运动生物力学实验室”铭牌，并于27日上午在运动生物力学实验室召开授牌大会，由省人大副主任吴锡军、省政协副主席章臣桓向实验室代表戴玉生、蔡国钧授运动生物力学实验室铭牌。
•陈钟元被评为田径高级教练。
1994年
2月•戴玉生被江苏省科干局批准享受政府特殊津贴（自93年10月起），并荣获省政府颁发的证书。
3月•27日下午，在副省长张怀西，省体委主任林祥国、副主任孔庆鹏，南京体院院长酆祥林等陪同下，国家体委伍绍祖主任视察了运动生物力学重点实验室，并作了重要指示。
5月•第3届城运会筹委会借调王明暄、卢青、刘伟民参加电子技术部筹备工作。
•本所与运动医学专业委员会承办华东地区运动医学学术会议。
6月•程志理被江苏省科技期刊学会评为10年以上编龄优秀编辑奖。
10月•集中全所仪器设备和实验人员成立所中心实验室，钱竞光任中心实验室主任。
•周伟良任办公室副主任，曾月红任主管会计。
12月•钱竞光任所长助理。
•程志理参加在上海浦东举行的亚洲比较体育研讨会。
1995年
2月•钱竞光任副所长。
5月•省人大主任沈达人、副主任吴锡军视察运动生物力学重点实验室。
•刘伟民任所中心实验室副主任。
7月•钱竞光被聘为1995年国家体委科技进步奖评委。
8月•程志理当选中国社会学会体育社会学专业委员会常委兼副秘书长。
9月•王明暄任中国体育科学学会体育仪器器材分会委员，钱竞光任运动生物力学分会委员，刘伟民任体育计算机应用分会委员，程志理任体育社会科学分会委员。
•体科所10余人参加国家体委兴奋剂检测中心举办的药检培训班，通过考核，成绩优秀，获得“独立采样员”资格。
•程志理被中国体育科学学会评为先进工作者。
10月•在第3届城市运动会期间，全所大部分人员参加了运动队科研攻关服务工作和电子技术、兴奋剂检查、新闻、接待等部门的工作。
•省科委组织专家对运动生物力学重点实验室进行第2次考核，评为优秀并给予奖励。
•严政、邵慧秋、朱晓梅参加北京第5届国际生理化学和营养学会议。
11月•李一冰、丁宁炜、陈钟元、王明暄被评为第3届全国城市运动会先进工作者。
12月•“JTK运动选材测试系统”获国家体委科技进步2等奖。成员；陈钟元、姜文凯、陆永宁。
•“游泳运动员对训练反应的评定”获国家体委科技进步3等奖。成员；盛蕾、季师敏、姜文凯（本所），季明海、陆宾（南京体院）。
•姜文凯被评为中国体育科学学会优秀会员。
1996年
2月•所办《体育与科学》杂志再次被评为中国体育核心期刊。
3月•王明暄任所长，免去戴玉生所长职务。
4月•成立第8届全运会科技攻关服务机构。主任；王明暄，副主任；陈钟元、姜文凯、严政。下设4个组，组长；盛蕾、丁宁炜、邵慧秋、钱竞光。
5月•27―28日省运动生物力学重点实验室学术委员会第2次全体会议在本所召开，进一步明确了实验室的研究方向和任务。省科委姚应才副主任、省体委冯洪宝副主任作了重要指示。
学术委员会增至9人，新增的有陆爱云教授（上海体院）、钱竞光研究员（本所）。
6月•姜文凯赴美国参加1996年奥运会科学大会，同时应邀赴马来西亚讲学。
7月•香港体育学院总监韦德比博士来所访问和交流。
10月•盛蕾、丁宁炜任运动医学室副主任；邵慧秋任运动训练室副主任；张跃任运动生物力学重点实验室常务副主任，刘伟民任运动生物力学重点实验室副主任；李一冰任办公室主任，曾月红任办公室副主任。
•撤消中心实验室建制实验人员及仪器回归原研究室。
•严政等的论文《优秀举重运动员育才和医学监控研究》获全国第3届举重论文报告会优秀论文特等奖。
12月•姜文凯晋升研究员。盛蕾、丁宁炜、邵慧秋晋升副研究员。
•盛蕾被中国游泳协会评为全国游泳先进工作者。
1997年
4月•运动生物力学重点实验室正式同苏州大学签约联合招收运动生物力学硕士研究生。
5月•江苏省成年人体质监测中心和江苏省成年人体质检测中心成立，机构设在本所。主任：王明暄，副主任：张蕴昆、钱竞光、姜文凯。
•全民健身服务网络技术开发部设在省运动生物力学重点实验室。
6月•钱竞光被聘为1997年国家体委科技进步奖评委。
7月•陈钟元晋升研究员，张跃晋升副研究员，程志理晋升副编审。
•程志理参加1997年广州国际大众体育研讨会，作论文报告，并作为中方主持人主持分会报告。
9月•省科委组织专家对省运动生物力学重点实验室进行第3次考核，定为合格。
10月•“八运会”攻关部成员随江苏队参加“八运会”科技攻关服务工作。
•张跃参加第8届全国运动会科研部工作。
•丁宁炜赴摩纳哥参加第4届奥林匹克体育科学大会。
11月•第5届全国体育科学大会在北京召开。我所严政、周伟良、姜文凯、丁宁炜、盛蕾、张跃、王明暄、陆永宁、焦宇锋、陈钟元的11篇论文入选。盛蕾、严政、丁宁炜、陆永宁、程志理、焦宇锋等出席了会议。
1998年
2月•钱竞光赴盱眙县龙山乡扶贫。
4月•盛蕾任副所长，免去陈钟元副所长职务。
•姜文凯被南京体育学院聘为人体生命学科学术带头人、硕士生导师。
5月•扩建所生化实验室。
6月•张跃任运动生物力学研究室主任，免去蔡国钧运动生物力学研究室主任职务；程志理任《体育与科学》编辑部副主任。
•姜文凯被聘为1998年江苏省科技进步奖评委。
7月•成立“九运会”科技攻关服务部。主任：王明暄，常务副主任：盛蕾，副主任：严政、姜文凯。组长：张跃、邵慧秋、丁宁炜。
•江苏省体育科学学会第3次代表大会召开，王明暄当选副理事长，戴玉生当选常务理事，盛蕾、钱竞光当选为副秘书长。当选理事的还有：张跃、严政、姜文凯、程志理、蔡国钧。
•学会日常工作由省体育局科教处承担。
•严政晋升研究员。
•姜文凯被国家体育总局评为全国成年人体质监测先进个人。
•本所被省体委评为群众体育先进集体。
8月•盛蕾被聘为中国游泳协会科研委员会常务委员。
9月•举办学术报告会，庆祝建所20周年。
11月•我所顺利承办第九届全国运动生物力学论文报告会
1999年
3月•钱竞光调离，免去其副所长职务。
5月•程志理增补为《体育与科学》杂志副主编，负责杂志日常业务工作
8月•盛蕾同志参加中国体育科技代表团赴澳大利亚参加第五届世界奥林匹克体育科学大会。
10月•《优秀运动员竞技能力的开发及科学训练的研究与应用》获江苏省科技进步二等奖。主要研究者：王明暄、姜文凯、严政、盛蕾、邵慧秋、丁宁炜、张跃
•课题《优秀举重运动员崔文华科学训练研究科技攻关总结》获国家体育总局科技进步三等奖。课题组成员：严政、邵慧秋等
11月•王明暄、盛蕾、姜文凯、严政受聘南京体育学院硕士生导师
2000年
1月•体科所科研楼加盖一层，变为整体四层，以解决科研用房紧张情况
2月•建立江苏省体科所基础力量训练测试中心，较好的解决运动训练中缺乏专业力量训练设备的问题。
6月•省体育局同意将我所省成年人体质监测中心更名为省国民体质监测中心。主任：王明暄，副主任：盛蕾，姜文凯。
•王明暄、刘伟民赴香港参加第十八届国际运动生物力学会议。
8月•盛蕾同志赴港参加第二十二届国际体育科学研讨会
10月•省体育局建立体育信息情报中心，并设置在体科所内。
12月•姜文凯、严政、盛蕾获“江苏省体育科技先进工作者”的称号。
•姜文凯被选为中国体育科学学会体质分会第五届委员会常委，并被国家体育局群体司聘为专家组成员。
•第6届全国体育科学大会在武汉召开。我所王明暄、盛蕾、姜文凯、汤强、丁宁炜、程志理、曹佩江、缪爱琴、严政、刘伟民、陆永宁等出席了会议。
•“江苏省国民体质与竞技能力研究中心”获批为2000年省科技厅技术基础设施项目。
•我所与苏州大学体育学院联合申办的“体育教育训练学”博士点获得授权。
•姜文凯受聘苏州大学博士生导师，王明暄、盛蕾、严政受聘苏州大学硕士生导师。
2001年
3月•王明暄、严政、刘伟民三人赴意大利TECHNOGYM公司、德国CORTEX公司及两国著名训练基地调研、学习
7月•朱宁任办公室主任，曾月红任办公室副主任。
10月•武露凌、缪爱琴赴香港参加国际运动营养及运动药物学术会议
12月 •王明暄受聘研究员，朱晓梅受聘副研究员
2002年
2月•秦学林随击剑队赴香港比赛交流
5月•盛蕾、姜文凯赴美国考察低氧训练设备，并赴圣地亚哥州训练基地参观
7月• 盛蕾作为“333一期工程”培养对象，期满考核合格，并转入下一批继续培养。
8月•我所被省体育局评选为省体育科技工作先进集体，姜文凯、严政、刘伟民、丁宁炜、邵慧秋、武露凌被评为先进工作者
•我所获得江苏省第十五届运动体育科学大会科研论文报告会“优秀组织奖”
•盛蕾受聘“国家体育总局训练监控和机能评定专家组”成员
8月•程志理赴台湾学术交流
9月•武桂新随国家体育总局组团赴韩国参加亚洲运动会科学大会
•丁宁炜、邵慧秋、朱晓梅赴澳大利亚考察高速等动肌力训练评定综合系统
10月•生物力学重点实验室在省重点实验室绩效评估中成绩合格
11月•任命朱晓梅为运动训练室副主任，任命武桂新为运动医学室副主任
12月•刘伟民受聘副研究员，武桂新受聘副研究员
•程志理受聘苏州大学硕士生导师
2003年
3月•王明暄、姜文凯、严政、丁宁炜赴俄国考察、洽谈竞技体育科研合作
5月•曾月红任命为所办公室主任，朱宁调离
•“江苏省国民体质与竞技能力研究中心”纳入省科技厅公共技术服务平台管理，“江苏省运动生物力学重点实验室”并入本“中心”管理。
•苏州市体科所增挂省体科所分所牌子，是我所成立的第一家分所
6月•盛蕾、邵慧秋、武桂新、刘伟民赴德国参加DAVID BACKCONCEPT训练研讨会并赴奥地利WEBA公司调研、学习
9月•“江苏省国民体质与竞技能力研究中心”顺利通过项目验收，盛蕾任“中心”主任；“中心”成立理事会、技术委员会，周旭任理事长，王明暄任副理事长并任技术委员会主任。
•将各研究室下属的实验室合并，成立所中心实验室，任命武露凌为中心实验室副主任。
•体育信息情报中心工作移至省体育局竞技体育处。
11月•盛蕾被任命为体科所常务副所长，武桂新被任命为体科所副所长，姜文凯被任命为体科所顾问（副处级），严政被任命为体科所顾问（副处级）
任命丁宁炜为运动医学研究室主任，任命朱晓梅为运动训练研究室主任，任命刘伟民为运动生物力学研究室主任，任命邵慧秋为群众体育研究室主任
•曹佩江随国家体育总局组团赴韩国执行公开赛训练营任务
•省体育科学学会第四届会员代表大会召开。王明暄当选副理事长；盛蕾当选常务理事兼副秘书长；姜文凯、严政、程志理、刘伟民、邵慧秋、朱晓梅、丁宁炜当选理事。
•程志理、邵慧秋、丁宁炜、武桂新受聘南京体育学院硕导。
2004年
2月•我所定位于省属公益型科研机构。（全省共16家）
•南京体科所挂牌“江苏省体科所分所”
4月•袁鹏赴香港中文大学考察专项实验室、参加学术会议。
•《体育与科学》杂志再次进入权威核心期刊
•盛蕾受聘担任中国体育科学学会理事、运动医学分会第六届委员会委员；王明暄受聘担任运动生物力学分会副主任委员。
7月•王明暄、盛蕾、姜文凯、朱晓梅赴日本考察日本国立体育科学研究院。
•曹佩江随总局前往卡塔尔执行亚洲青年锦标赛任务
9月•“江苏省优势竞技体育项目专项化测试系统”获批2004年“省属科研院所公益研究与服务专项”。
10月•国家体育总局选调盛蕾同志参加高层次体育学术技术人才出国境研修班，并赴俄罗斯学习、考察
•第7届全国体育科学大会在北京召开。盛蕾、严政、刘伟民、袁鹏等论文入选。
12月•盛蕾受聘研究员；许浩受聘副研究员；戴秀霞受聘高级实验师；程志理受聘编审
•我所盛蕾、武桂新参与的《备战雅典奥运会运动营养综合科技服务》获得国家体育总局颁发的第二十八届奥运会科研攻关与科技服务三等奖。
•秦学林参与的《国家击剑队综合科研攻关与科技服务》获得国家体育总局颁发的第二十八届奥运会科研攻关与科技服务三等奖。
2005年
1月•盛蕾、邵慧秋作为“全国体育科技先进工作者”受到表彰
3月•江苏体科所与国家体科所签署体育科研合作协议。
10月•许浩、姜文凯、缪爱琴、朱晓梅、曹佩江、汤强等参加第十届运动会科学大会，进行大会交流。
•“十运会”攻关部成员随江苏队参加“十运会”科技攻关服务工作。
•曹佩江被国家举重摔跤柔道管理中心选调至国家柔道队，承担备战2008年奥运会的科研工作。
11月•由于在十运会参赛工作中表现突出，我所被江苏省政府记“集体一等功”一次；王明暄同志记个人一等功一次，盛蕾、武桂新、姜文凯、严政、邵慧秋、朱晓梅记二等功一次，丁宁炜、袁鹏、武露凌、刘伟民、汤强、秦学林、曹佩江、缪爱琴、王磊、曾月红、季师敏、刘海岚、戴秀霞记三等功一次。
•袁鹏荣获第十一届全国生物力学学术交流大会新人奖。
12月•任命武露凌中心实验室主任；任命汤强为运动医学研究室副主任；任命曹佩江为运动训练研究室副主任；任命缪爱琴为群众体育研究室副主任；任命袁鹏为运动生物力学研究室副主任；任命季师敏为中心实验室副主任；任命刘海岚为所办公室副主任；任命许浩为省国民体质监测中心秘书
•运动训练研究室被评为2005年度省级机关青年文明号
•秦学林被选调至国家击剑队，承担备战2008年奥运会的科研工作。
2006年
1月•盛蕾任省体科所所长。王明暄调任省体育局调研员，免去其省体科所所长职务。
2月•华国扬任省体育科学研究所党支部书记、副所长
•汤强作为访问学者赴香港中文大学进行三个月的交流学习
•路鹏被国家网球管理中心选调至国家网球队，承担备战2008年奥运会的科研工作。
3月•盛蕾被评选为2006年省劳动模范。
•缪爱琴赴日参加中日经济文化交流促进会
4月•盛蕾、朱晓梅、丁宁炜、姜文凯赴德国参观低氧训练设施并赴西班牙参观高原训练基地
6月•曹佩江随国家队赴法国培训、学习
•盛蕾被授予2004-2005年度省级机关“巾帼岗位明星”称号
•袁鹏被国家体育总局科教司借调，参加科技备战专家组工作。
7月•盛蕾受聘担任中国体育科学学会科技进步奖评委
•“江苏省国民体质与健康促进技术平台（低氧实验室）建设”项目获得批准。
•“江苏省国民体质与竞技能力研究中心”技术委员会2006年年会召开，田野、冯炜权、谢敏豪、王家宏、伊木清、王明暄、盛蕾、姜文凯、严政、武桂新参加会议。
8月•盛蕾等同志申请的实用新型专利――《动物运动实验流动水装置》获批。
9月•华国扬、严政、刘伟民、袁鹏、秦学林赴德国D&R公司和芬兰MEGA公司参观力量测试及训练设施
•与南京中医药大学签署协议，成为该校教学基地。
11月•《优秀运动员运动训练的生理生化监控理论与方法》获中国体育科学学会科学技术一等奖。成员：盛蕾、武桂新
•刘伟民被徐州师范大学聘为硕士生导师
•邵慧秋被国家田径管理中心选调至国家马拉松队，承担备战2008年奥运会的科研工作。
12月•邵慧秋、许浩、程志理、曾月红赴韩国参观全民健身研究及测试设施
•邵慧秋被授予2006――2007年度省级机关“巾帼建功”标兵的称号
2007年
1月• 刘凌赴日本学习、交流“整肤”技术。
4月•盛蕾被确定为江苏省“333高层次人才培养工程”首批中青年科技领军人才；程志理被确定为江苏省“333高层次人才培养工程”首批中青年科技科学技术带头人。
•我所与江苏省省直机关工会合作，在江苏省省级机关开展“百日、千人、万步与奥运同行”活动，省级机关18个厅局近2000名公务员参与了此次活动，创造了良好的社会效益。
5月•应香港体适能总会邀请，盛蕾、华国扬赴香港参加“2007两岸四地体适能论坛”,盛蕾做主题发言。江苏体科所与香港体适能总会缔结为合作伙伴。
5月•位于仙林体育局训练中心内，建筑面积为4700平方米的五层新科研大楼投入使用，所办公室、各研究室及中心实验室入驻新楼外，还新建立了低氧训练实验室、高水平的力量测试及训练中心、体能与康复实验室、动物无菌实验室。
6月• 路鹏参加为期三周的国家队医疗康复专项赴德国培训班，学习康复手段及康复训练。
• 秦学林参加为期三周的国家队教练员科学训练专项赴美国培训班学习
7月 •袁鹏参加为期三周的国家队教练员体能训练专项美国培训班学习
•许浩、李森赴澳门参加 “2007年国民体质研究论文报告会”
9月•成立低氧实验室、体能与康复实验室、体质测试实验室
•任命汤强为低氧实验室主任；任命袁鹏为体能与康复实验室主任；任命缪爱琴为体质测试实验室主任；任命刘海岚为所办公室主任。
•江苏省国民体质与竞技能力研究中心在2007年科技公共服务平台绩效评估中成绩良好。
10月•第8届全国体育科学大会在北京召开。盛蕾、袁鹏、陆永宁的论文被录取。
11月•“江苏省国民体质与竞技能力研究中心”技术委员会2007年年会召开。冯炜权、冯连世、谢敏豪、张长久、曾繁辉、王家宏、王明暄、姜文凯、严政、盛蕾参加会议。
12月 •丁宁炜、邵慧秋受聘研究员；武露凌受聘副研究员。
2008年
1月•体科所原老楼内设施整体搬迁至南京体院原举重馆内，经过改造扩建，此楼将成为竞技体育服务与应用的中心、以及全民健身研究及推广的中心。
•免去武桂新副所长职务
2月• 严政、朱晓梅、武露凌赴美国考察Omegawave综合诊断系统
•经过专家评审、推荐，国家体育总局确立我所“机能评定与体能训练”实验室为国家体育总局重点实验室
4月•国家体育总局增补盛蕾为备战2008年奥运会科技专家组成员
•“机能评定与体能训练”国家体育总局重点实验室揭牌。总局科教司司长蒋志学、国家体科所所长田野、省科技厅副厅长李奇、省体育局局长殷宝林、副局长周旭、杨国庆、王明暄等参加揭牌仪式。
8月•2008年奥运会科报会在广州举行。朱晓梅、武露凌、汤强、顾庆参加会议。
•第29届奥运会江苏省参加人员表彰大会上，我所盛蕾、秦学林、路鹏、邵慧秋记个人一等功一次。袁鹏记个人二等功一次。朱晓梅、曹佩江、汤强、缪爱琴、李森记个人三等功一次。
9月•省体育局批准省体科所负责省体育科学学会日常工作，办公室设于体科所内。
生物力学论文范文第3篇
关键词：运动生物学 研究现状 分析
一、概述
大会论文集共录用论文183篇，其中口头报告88篇，包括青年学者奖17篇、新人奖16篇、专题55篇；墙报交流95篇。其数量创近些年来学术会议纪录。从研究方法来看：属于理论研究的共有30篇，占总量的16%，其余大部分是实验研究，也包括少数运动生物力学教学方法和经验的文章。从应用领域来看：研究竞技体育（分析运动技术）127篇,占总量的69%；研究大众健身24篇，占总量的13%；运动训练器械、系统的研制8篇，占总量的4%；研究方法论11篇，占总量的6%；分析性研究13篇，占7%。
竞技体育的研究占主体地位，研究趋势表现为针对某一特定项目进行分析，从最初的粗略研究已经发展到复杂参数的研究，通过强化研究手段达到优化技术的目的。
大众健身的研究已成为关注的焦点：研究范围从竞技体育逐渐转向普通大众的健身活动，从理论性探讨转变为实验性的分析，通过生物力学研究方法的引入使大众健身更科学、合理，为大众健身服务。
二、会议论文述评
1.竞技体育分析
竞技体育项目的研究是运动生物力学广大研究者的传统研究领域，自我国成立运动生物力学分会至今，致力于此领域的研究近30多年，在以往的经验基础上增加了多项创新，使研究水平、研究内容更加深入。
（1）研究领域逐渐扩大
田径、体操、武术是生物力学工作者的传统研究项目，而在此次交流大会上出现了水上项目的研究，包括花样滑冰、短道速滑、赛艇、皮艇等，水上项目的研究内容主要集中在运动员的划桨技术特点的分析，例如台州学院体育科学学院的粱海丹对世界优秀赛艇双人单桨运动员途中阶段划桨技术进行研究，为我国高水平赛艇双人单桨运动员的科学训练提供了参考；冰上项目的研究也是一个亮点，包括短道速滑、花样滑冰等，例如山东体育学院的周志鹏对我国备战2006年都灵冬奥会的4名国家队优秀女子短道速滑运动员500米起跑技术进行了运动学分析，为短道速滑运动员改进起跑技术提供了理论依据。
（2）研究方法的创新、研究手段同步化
研究竞技体育项目采用的最基本方法是通过摄影、摄像进行技术分析，从最早的二维逐渐发展到现在的三维高速摄像，此方法实现了竞技项目的运动学分析，在此次学术交流大会论文中这种方法的使用占有一定比例；动力学方法的研究增多，主要通过足底压力板、三维测力平台、等动肌力测试系统等；肌电测试作为生物性研究手段逐步被引入。然而更多研究者实现了多种研究方法的同步，没有局限在单一的研究手段。成都体育学院的巴洪冰、周继和等通过GPS全球定位系统、Polar心率带及摄像技术相结合，有机组合编成一套软硬件系统，实现了运动员在中长距离自行车训练中的实时监测。
（3）从单一的技术分析向多因素分析转化
我国大量运动生物力学工作者历来是把运动员的技术诊断作为研究重心，然而竞技体育运动项目成绩的高低受多方面因素的影响，除了运动员自身的技术还包括体能、心理及外界的环境因素。例如我国优秀田径运动员和国外优秀运动员相比存在一定差距，运动技术是否合理是影响因素之一，但运动员的体能可能是影响我国田径成绩的主要因素。因此必须采用一套完备的“专家系统”，即生理、生化指标的诊断、运动技术的诊断、心理特征的分析、运动选材指标的测定为一体的多因素综合测试分析系统，实现全方位的综合干预，更加全面分析影响某一项目成绩的因素，提出具体的合理化建议。在第十三届全国运动生物力学大会上北京体育科学研究所的黄岩利用血乳酸、血指标、BTE腹背肌指标测试2008年全国散打锦标赛夺金运动员的体能状况，提出强度训练以高强度车轮战的冲酸训练最有效果，为团队的训练提供借鉴。
2.实验测试新技术
实验测试手段的创新与深化是促进运动生物力学学科得以发展的基础，在此次会议论文中打破传统方法的束缚，出现了GPS定位跟踪系统、SJ,CMJ测力、红外光点和激光、运动学与动力学传感器、双平台测力系统等测试手段以及人体握力测试参数分析中应用数据挖掘技术，特点为创新性强，实现了各种测试手段的同步性研究。
北京体育大学的李明以10名普通男大学生为受试者，采用三维测力台、平面摄影和肌电系统方法在软性垫上对运动时下肢肌肉工作和动作特征进行研究，实现了三种手段的同步测试，提高了研究结果的有效性。
山东体育学院的赖寒以优秀男子公开级赛艇运动员为研究对象，运用实船测试系统对运动员的划桨技术动作进行采集，赛艇实船测试系统通过桨栓传感器记录赛艇行驶过程中桨叶转动的运动学、动力学指标，体现了测试系统的一体化优势。
郑州市二七区教体局的宋文云对三维解析系统中摄影框架进行了研制，摄影框架采用两个发射状框架牢固相连接，扩大了控制范围，结构设计合理，在三维解析系统中被广泛应用，符合实验测试灵活、高效的特点。
动力学测试方法以三维测力平台的使用较广，通常以台为主。大连理工大学体育教学部的元文学在台测试系统的技术趋于完善情况下，克服一系列技术难题以YDT-5461型三维压电晶体测力平台为系统前置部分，开发了YDT-5462型双平台测试系统，该系统采用新型数据采集方法，解决了三维测力平台测试过程中数据丢失与采集同步问题，保证了三维测力平台的测试精度。
3.健身体育研究
随着科技的发展和生活水平的提高，健康问题已成为人们关注的焦点，对此方面的研究也越来越受到重视，但在我国此领域研究起步晚，发展缓慢，研究成果的数量、质量与竞技体育研究相比相差较远。本届交流大会这方面研究论文达到24篇，虽然和竞技体育的研究127篇相比有很大差距，但也出现一个缓慢上升的趋势。舞蹈运动的研究是一方面，对不同人群步态的研究是热点问题，河北师范大学体育学院的赵焕彬教授对老年人健身背向走的足底压力与步态特征研究发现背向走较正向走足底各部位压力分布均匀，并能锻炼平衡控制能力及肌肉调节能力，为背向走这一健身方法提供理论支持。中国标准化研究院基础所的杨帆对孕妇步态特征进行跟踪调查，掌握了孕妇的步态规律，为孕妇的正常活动提供参考意见。
三、结语
生物力学论文范文第4篇
中图分类号：G847 文献标识：A 文章编号：1009-9328（2014）09-000-01
摘 要 任何一项运动都离不开一个强大的科研团队，本文对运动生物力学在羽毛球中的应用的文献进行综述，总结出存在的不足和缺陷，为今后运动生物力学在羽毛球中的应用提供理论基础。
关键词 运动生物力学 羽毛球 运动
一、运动生物力学在羽毛球运动中应用的研究现状
（一）运动生物力学的发展方向
运动生物力学的一个很重要的研究任务是揭示运动技术原理，进行技术诊断。运用运动生物力学的原理与方法进行运动技术分析对现代竞技运动项目的发展具有重要的意义。徐州师范大学体育学院李永强通过对第十三届全国运动生物力学交流大会论文汇编的189篇论文的研究，总结出了运动生生物力学在各种运动项目、运动装备、训练装备、测试仪器、运动损伤康复、大众健身和教学方面的发展现状和趋势。
（二）运动生物力学与羽毛球技术
1.理论性研究
羽毛球运动生物力学研究，最早出现的是在1984年，古今在《从生物力学角度试论杀球的最佳发力结构》一文中，从运动生物力学的角度出发，详细论述了羽毛球杀球的发力过程应是类似鞭打的动作过程。从理论上提出了增大鞭打式杀球速度的关键是加大挥拍过程中各运动环节的角速度和击球时球拍拍面的线速度，以及合理运用挥拍过程中的“制动方法”等方面的问题。
2.实验性研究
李伟才在《羽毛球发球技术动作生物力学分析》中利用三维标定，现场拍摄，影像解析以及文献资料等方法，对正手发高远球及网前小球的动作进行生物力学分析，定性的分析两种发球技术动作之间的区别。总结出发网前小球时，球拍击球的时间并不是手腕获得最高速度的时间，运动员为了增加发球动作的隐蔽性，在获得高挥拍速度后会主动发力降速。在发球时，肘关节的加速强调稳定性，腕关节的动作强调隐蔽性。在发网前小球时，手腕的加速追求高的加速度和短的加速时间。发网前小球时，上臂与小臂的夹角不同是为了改变击球点，减小球在空中的飞行时间，降低发球的难度。上臂与小臂夹角的不同可以作为判断发球方式的依据。
（三）运动生物力学与羽毛球运动损伤
肌肉生物力学已经成为热门课题，对预防运动损伤的研究也将是一个热门课题，然而在羽毛球运动损伤生物力学研究却并不是很多。严睿在《羽毛球运动中肘关节损伤的生物力学分析》中从肘关节的解剖学特征开始分析病理原因，通过对羽毛球运动中肘关节的力学分析，提出预防羽毛球肘部损伤的建议，包括加强肘部肌肉力量联系，做好合理的准备活动和练习时间，选择适合自己的运动器械等。
（四）运动生物力学与学校羽毛球教学
运动生物力学是直接研究体育运动的学科，然而据调查目前很多体育院校将该课程从体育系本科学生（尤其是对于社会体育专业）的必修课改为选修课，这不仅仅对于研究羽毛球技术动作的损失更是对所有运动项目的一大损失。
东北师范大学王小虹教授在“运动生物力学课程教学体会”中指出，应强调突出运动生物力学课程在体育院校本科中的基础性及其和体育运动关系的直接性，这种基础性和直接性决定了运动生物力学课程决不是可有可无的，而是必不可少的。提到教学中以运动生物力学主要研究人体运动的动作结构为主线，使学生在教学实践中收到较好效果。
（五）运动生物力学与大众健身羽毛球
羽毛球是一项大众性的运动，不受年龄性别的影响，并且在目前，中国乃至全世界正处于急剧的老龄化时期，老人的问题必须引起我们关注，但是从运动生物力学的角度研究中来年健身羽毛球的文献却少之又少，或者对于其他项目的研究没有很好的结合到羽毛球中来。但是对于青少年羽毛球的研究是相对较多的无论从技术训练还是体能训练还是运动损伤的预防都取得了不错的成果。
二、结论
（一）对于技术的研究主要是以主观经验为主。对动作技术的路线方向也只是简单的大体的概括总结，缺乏一些量化的指标，缺乏对技术动作的定量化和科学化的描写和分析，没能够很好的把运动生物力学运用到羽毛球技术动作研究中。没有用到更为先进的科学技术和先进仪器，进行大量的理论研究较多，而实验性研究较少；（二）技术动作研究不够全面。羽毛球技术的运动生物力学的研究主要集中在后场，尤其是杀球比较多，而前场技术研究很少；（三）在一些高校中没有设置或者设置为选修课，没有高度重视该门课程；（四）据调查好多综合性院校中的体育学院并没有设置运动生物力学或者只是设置为选修课，限制了运动生物力学的发展；（五）缺乏从运动生物力学的角度分析研究大众性羽毛球。
三、建议
（一）重视运动生物力学在羽毛球运动中的地位和作用
运动生物力学在羽毛球运动中的应用要落到实处，不仅需要国家部分纲要、计划的制定，还得依靠科研人员的认真执行。普通高校要设置运动生物力学课程并提高教师的专业能力。只有具体的执行部分充分的重视，从根本上认识到运动生物力学在羽毛球运动中的重要作用。
（二）理论结合实验研究，在实验中加强对先进技术和设备的引用
没有理论的实验是不科学的，同样没有实验的理论是空洞的。理论提供了运动普遍规律，实验是连接理论与实际的桥梁。两者相辅相成，相互统一，应当紧密结合，才能使理论研究更好的为运动实际服务，同样在运用生物力学研究羽毛球运动时要注意理论与实验相结合。加强开发和利用先进仪器设备，同时借鉴其他类似项目或类似动作的研究方法和手段。
参考文献：
[1] 古今.从生物力学角度试论杀球的最佳发力结构[J].中国体育科技.1984（17）：29.
生物力学论文范文第5篇
关键词：运动生物力学；研究方法；测量手段
中图分类号：O3文献标志码：A文章编号：1673-291X（2011）04-0240-02
一、运动生物力学的发展过程
1.运动生物力学的启蒙阶段。公元前384―322年，古希腊的哲学家和科学家亚里士多德就注意观察在日常生活中人和动物运动的力学问题。15世纪末，意大利科学家列奥纳尔德・达・芬奇（LeonaardoDavid）用人的尸体研究解剖学，并在此基础上借助力学研究人体的各种姿势和运动，指出人体的运动服从于力学定律，运动生物力学的雏形。
2.运动生物力学的初步形成。20世纪，德国的布拉温（Braune）和菲舍尔（Fisher）利用解剖尸体的实验方法测定人体各部分相对重量和重心位置，并开始用动力学的方法研究人体运动。20世纪30年代，英国生理学家希尔（Hill）取青蛙的离体缝匠肌进行实验，得出著名的Hill方程，即肌肉收缩的力速方程，并由此获得诺贝尔奖，从而奠定了肌肉力学的基础。
3.运动生物力学的快速发展阶段。1972在美国宾夕法尼大学召开的第四届国际生物力学会议上将运动生物力学从生物力学中划分出来。近三十年运动生物力学得到了迅速的发展，20世纪80年代到达鼎盛时期。运动生物力学除了与解剖学、生理学结合较多外，与医学、康复结合也逐渐密切，研究成果的水平有了很大的提高。现在摄影测量已发展到三维高速录像（如美国Pea5系统），测力系统已发展到6分量测力台（如瑞士Kistler系统）、关节肌力矩测量系统（如美国Cybex系统）等，已基本形成了相对完善并互相支持的运动学、动力学和肌电测量三大系统[1-2]。研究内容已经由为奥运战略服务向竞技体育上扩展，对人体的研究，已由对人体整体运动的研究，逐渐发展到不同环节和结构的深入研究；由对人体运动的描述性研究，发展到探讨运动时神经肌肉的控制以及运动系统和感觉系统的整合。
二、运动生物力学研究方法的分类
从研究的形式上，可分为理论研究方法和实验研究方法两大类，实验研究方法又分实验室测量法和运动测量法。从研究的领域上，可分为物理学研究方法、生物学研究方法和系统研究方法。从研究材料的来源上可分为原始资料数据的采集整理和资料分析方法。研究运动项目主要以运动学和动力学研究方法为主，生物学的研究方法为辅，综合运用多种实验手段[3]。
美国的理查德・C.尼尔森把运动生物力学的研究方法大致概括为如下五种：（1）研究特定的运动项目或其中的某一环节的生物力学，这种主要对于运动员、尤其是只对某一运动专项感兴趣的教练员非常有用。（2）研究多个运动项目中共同包含的运动动作（如着地、起跑等动作）的生物力学。最大好处是建立一种一般性的理论，这个理论是建立在经典力学定律之上，或是建立在共同的神经控制模式之上。（3）被称为运动生物力学的评定方法，如从能耗观点去评价运动技术的优劣等。（4）指对某一专项运动所涉及的生理学、运动学、动力学以及专项特点等有关方面进行综合考虑。（5）讨论在运动中人体器官的生物力学。
中国的周里将研究的方法分为高速摄影（二维与三维）、录像、测力、肌电、肌力测试系统、同步测试、理论分析和CT、核磁共振其他方法[4]。
三、运动生物力学研究方法的现状分析
1.理论研究方法。运动生物力学理论研究方法的关键是建立人体运动的力学模型。理论研究方法主要是探索人体运动的规律，它的研究对象、研究目的、研究方法和研究成果均不同于实验方法。理论研究方法的研究对象是抽象的人体模型，目的是揭示运动规律，核心是经典数学力学的推导运算，结论是揭示运动的内在机理。人体运动数学模型方法是理论研究常用的主要方法。自20世纪80年代后，数学模型方法有了许多新的突破和进展，但人体运动数学模型方法在中国尚未得到广泛应用[5]。
目前运动生物力学主要是研究人体内部运动器系和表现于外部的人体整体机械运动特征。为了便于研究，运动生物力学理论方法的关键是建立人体运动的模型来描述运动。大体有两种方法：第一种方法是人体系统仿真研究方法，其代表人物是南非的力学专家Haze；第二种方法是应用多刚体系统动力学理论建立力学模型，代表人物是美国力学专家Kane。在运动生物力学研究中，大多数力学系统的运动都受牛顿运动定律控制，所以建立的模型都是牛顿力学系统的数学形式。但牛顿力学对于活体显然是不适合或不完全适合，这已被理论或实践所证实。因而牛顿力学对肌肉、骨骼、关节系统的力学特征及在解决人体运动器系和整体运动之间的因果关系，把握人体运动行为生物力学规律的体质方面还有相当困难。模型建构是指对数学力学分析所研究问题的模型建构。建构模型的基本标准是代表性、简单性和实效性。模型按其功能可分三个层次：描述性模型、解释性模型和预测性模型[5]。数学模型目前有（1）Hanavan的人体测量数学模型；（2）Santschiw L等的环节集合分布模型；（3）Zatsiorsky的数学模型；（4）中国人体模型；（5）邱亚君和李建设建立的人体二维转动惯量数学模型。
2.实验研究方法。比较成熟的测量方法有两种：一种是在实验室条件下，采用各种类型的测力计和先进的多功能肌力测量系统，对与运动有关的主要肌群进行定量测量，此法可简称为“实验室测量法”。另一种是在运动场上通过训练器械或反映运动员专项力量的训练手段，测定运动员的专项力量训练水平，此法可称为“运动测量法”。实验研究方法与理论研究方法相比较略显成熟，主要有以下特点：（1）在检测手段上随着工程技术的进步，手段越来越多样化。从“传统”的摄影技术发展到三维立体摄影，已经能更精确反映事物的运动特征，而且许多新的现代化技术装备也被应用到运动生物力学研究上，例如激光瞄准测试分析系统、爱捷运动图像分析系统、六维测力平台SAEMS-T、四导遥测肌电仪、万能材料试验机等。（2）实验室测量方法与运动场测量方法相结合[6]。
四、运动生物力学研究方法的发展趋势
未来数年运动生物力学的研究方法发展趋势可归纳为：
1.竞技体育技术测试研究方法的发展趋势，是向着适合于各个运动项目需要的、能现场及时反馈测试分析结果的仪器设备与方法和提供详细测试分析报告的仪器设备与方法两条并行的途径发展。（1）三维跟踪摄像、摄影测量方法的推广；（2）摄像、摄影精度逐步提高；（3）三维摄像、摄影测量逐步普及；（4）影像测量点识别、采集的自动化；（5）足底压力分布测试三维化；（6）运动技术测试仪器专项化、反馈快速化；（7）数学力学模型和人体运动仿真使用化等[6]；以后主要是对经典力学分析、力学模型研究、运动技术最佳化、人体运动仿真、肌肉力学模型等方面进行重点研究，使研究方法和测量手段进一步向科学化和合理化发展[7]。
2.关于模型参数的选择和确定，取决于参数的功能，即区分敏感参数和常规参数，并且使这些参数定量化和具有可比性。关于数据采集，首先是数据采集的标准化，然后是对数据进行力学分析和评价，更重要的是对所采集的数据进行模型模拟，因为模型模拟可以产生有关自变量对应变量影响的系列信息，并建立两类变量之间的数―力关系，从而为技术分析、技术控制和技术最佳化提出预测，为运动损伤、康复手段的选择提供方案[8～9]。
3.运动器系的力学负荷、负荷分布和负荷能力以及运动器官、组织和系统的材料力学是预防生物力学的基础。重力、支持力、相互作用力、介质阻力以及摩擦力可作为对运动器系的负荷。通常使用但并未充分证明是否可靠的指标有最大力、最大加速度、最大力矩、最大力梯度以及冲量、角冲量和它们的持续时间。所谓“最大”值也只是相对极限值。人体机能代偿能力的储备性决定了绝对最大值是不可计测的。近年来关于运动器械，包括鞋、服装方面的生物力学研究已引起人们的重视，这将是一个很有吸引力且富有商业价值的领域[10]。
4.测量技术、遥测技术和肌肉动力学测量技术（包括离体或在体肌肉动力学测量过程）将成为今后发展的重点，实验方法与理论模型相结合的综合研究日趋增加，主要趋向是遥测无线部分数据发射与数据采集装置的小型化和测量过程及结果分析的快速化。
5.运动损伤的研究将是生物力学新的研究领域。成都体育学院周继和教授针对运动性急性损伤或慢性损伤的腕关节，采用INSTRON 8874生物力学测试系统进行人体腕关节软骨盘“压缩―扭转”试验，观察其组织结构的变化，有助于了解损伤的机制，并提出有效的防治方法。南京体育学院钱竞光教授撰写的“股骨颈受载的计算机模拟及其骨折的生物力学机理研究”通过计算机模拟方法研究不同颈干角在相同骨质条件、相同载荷下，其股骨颈的应力变化规律，探讨颈干角、骨密度与股骨颈骨折的关系。
随着运动竞技水平和运动训练科学化程度的提高，运动生物力学研究的方向也将从简单的对人体动作技术分析深入到对内在机理的探讨，随着医学科学和康复科学的发展骨科生物力学、临床生物力学、康复生物力学以及生物工程中的生物力学等将得到迅速发展，逐渐成为国际运动生物力学的主要研究领域。
参考文献：
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[6]武汉体育学院.第六届全国体育科学大会论文摘要汇编[G]，2000.
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生物力学论文范文第6篇
关键词：体操运动；前沿与进展
1 前言
通过查阅检索中国期刊网、高校数字图书馆的论文数据库，研究分析2013―2016年之间在影响因子排名前十的核心期刊公开发表的关于体操的45篇文章的数据资料，并根据其中的研究热点问题进行不同领域、侧重点的分析，主要探索前人对于体操的研究视角、领域、方法、核心主题等方面的问题，目的就是了解体操项目现今的科研水平及其实效性、可持续性以及前瞻性。
2 研究对象与方法
2.1研究对象
通过期刊网、数字图书馆等把2013年1月―2016年12月收录的45篇全文中包含体操的影响因子排在前10的体育期刊文献作为研究对象，重点对体操的科研的研究领域、研究主题、研究方法、研究层次、定性定量五个方面进行分析研究。
2.2研究方法
2.2.1文献资料法
登陆中国期刊网及武汉体育学院数字图书馆，检索项体操是主题，并且篇名中包含体操，检索输入的时间范围是2013年1月―2016年12月，匹配条件为精确，检索论文并加以查阅、记录，以及其他相关资料为该研究提供了丰富的参考内容。
2.2.2数理统计法
运用较为简单的数理统计法对收集到的中国期刊网上的体操科研论文数量、题目、研究方法、研究内容、定性定量等方面进行分类，并对其进行数据统计处理。
2.2.3逻辑分析法
运用逻辑归纳、系统分析的方法对获得的数据和文献资料进行归纳和推理，得出研究的相应结论。
3研究与分析
3.1研究领域
2013年1月―2016年12月间中国期刊网共收录关于体操方面的论文并且影响因子排在前十位的有45篇。其中包括的研究领域有体操动作和各项目的发展趋势、体操的教学与训练、体操动作的技术分析、生物力学与体操、体操规则、成套动作的编排、体操运动员的身体素质评价等，在这近五年中关于体操的科研方向侧重于体操动作和各项目的发展趋势、生物力学与体操、规则编排等方面，具体相关研究领域文章的统计（见表1）。
从以上研究中可以看出，研究文献主要集中于2013―2014年，涉及的研究领域也比较多，2013年论文的研究领域主要在体操动作和各项目的发展趋势，以及对体操规则和动作编排的研究。而2014年，对体操运动员的身体素质评价的研究较多，主要是对体操少年男子运动员的身体素质的评价标准、评价指标及评价体系等的系列研究。
以论文的主要研究方法为统计对象，通过有效、合理的运用科研方法，可以为体操的相关研究指出较为明确的方向和快捷的路径，为今后加强体操的科研水平发挥明显的优势。具体方法统计（见表2）。
从上述研究方法可以知道，目前运用较多的，主要是文献资料法、观察法、数理统计法，以及运动生物力学的研究，所以也会涉及生物力学的一些研究方法，如影像解析方法。体操的科研领域是复杂的、多层次的、多方面的，所以当前体操科研的总趋势也是高度的综合与精细的分化，对于各项目、各动作不同方面的研究所运用的研究方法也是尽可能综合地运用其它科研方法，以此来更好地确保研究结果的可靠性与精确性。
3.2研究层次
在这近5年来的关于体操的科研大多集中在社会、教育科学的基础研究，共26篇，占总数的57.7%，关于人体运动、动作技术、运动规律的自然科学的研究也占了一定比例、共18篇，占总数的40%。人文研究和其他领域的科研较少。具体研究层次分布统计（见表3）。
从以上统计分析可知，有关体操的研究层次主要集中在社会科学和自然科学的研究层次中，在社会科学层次的体操研究主流是在各目成套或是难度动作的发展趋势和对运动员身体素质评价及训练方法等问题的教学指导两个方面。而自然科学层次的关于体操的研究体现在了从生物力学角度或其他学科角度去揭示人体运动和运动规律。基于竞技体操在体操研究中占有主要地位，而竞技体操的发展又离不开高难或难新动作的发展，因此加强对高难或难新动作的技术研究或者是技术分析，可以为从事体操教学工作者提供有效的理论、经验和技术上的支持与参考。也为以后相关科研人员对体操的研究拓宽了思路和研究路径，以便从其他层次或领域来研究体操。
3.3研究主题
通过研究分析近五年来的45篇相关文献可知，关于体操的科研文献大多数集中于各项目或动作的发展趋势、动作技术、运动员的身体素质评价体系、评价标准、等方面，其中关于各项目或动作的发展趋势的文章共有19篇，约占体操文献总数的42.2%。关于分析动作技术的文献有11篇，约占体操文献总数的24.4%。具体统计情况（见表4）。
由表4可知，以发展趋势为主题的论文和文献占了一定的数量，发展趋势多以各项目成套动作编排的发展趋势，以及难度动作的发展趋势为主。对于各项目成套动作编排的发展趋势，以及难度动作的发展趋势的研究，主要是对世界锦标赛或是奥运会的单项或全能的前八名的成套动作或难度动作进行统计分析。
如竭晓安《从第44届世锦赛看新周期国际女子体操竞争格局及各单项发展趋势》通过对世界锦标赛前八名的分析总结出新周期各单项技术发展趋势；在5组跳马动作中，踺子上板类跳马动作由于具备了更强的踏板力量和第2腾空的发展空间，将会成为今后女子跳马的潮流动作。在跳马的难度与质量关系上，高质量地完成两跳跳马动作将变得更为重要；高低杠上飞行动作接飞行动作、长串高难动作的连接以及连续换杠都将成为高低杠成套动作编排的潮流；平衡木的成套编排将以连接动作为主，单个动作逐步减少；对混合串和体操串的连接技术要求更高，成套动作将更加连贯、流畅，动力性更强；技巧动作总数所有减少，高空翻及反弹连接技术将引领平衡木技巧动作潮流；自由体操以单个超高难度的空翻开场，中串以带有2个空翻的长串技巧为主，再以较高难度的单个空翻结束，同时增加跳步的难度和数量将是今后自由体操成套编排的发展趋势。
其次就是以技术为主题的研究，这一主题的研究主要是对某动作技术进行分析，分析采用的手段主要以生物力学的研究方法为主，以运动学或者是动力学的角度去分析某个动作的技术。如，吴惠明等《双杠“挂臂团身后空翻两周成挂臂”动作的运动学分析》的研究中通过用高速摄影分析对不同运动员做该动作的分析得出下摆时，冯聪惹臂后下摆，王冠寅边屈臂边下摆。王冠寅屈臂下浪节奏较均匀，挂臂后增大并保持“背弓”，下摆至杠下垂面时，王冠寅的“背弓”较冯疵飨裕获得的重心合速度较大，挂臂前摆过垂面后迅速向上兜腿，同时两臂用力压推杠。该动作腾空较低，翻转速度较快。当重心过杠水平面时两手用力推离杠，离杠后迅速屈髋、屈膝、抱腿，团身要紧。空翻挂臂时，要积极撒腿、伸髋，主动展体、抬头挺胸去挂杠。王冠寅的空翻高度、翻转及挂臂展体要优于冯础
这种结合生物力学研究动作技术的交叉学科的研究有助于更好的对动作进行更科学的分析，应当进一步加强这种交叉学科的研究。
3.4定性定量分析
根据研究对象中的45篇文献的数量和特点，进行定性定量分析主要集中在相关科研内容、框架及主要研究领域。针对各科研领域的定性定量分析的统计情况（见表5）。
阅读相关文献，可知研究中涉及体操教学与训练、技术、动作或项目的发展趋势、规则、生物力学、身体素质评价及其他相关研究，由于定性定量分析研究的范围较广，同时还表现出了相关研究领域的失衡。其中科研领域主要集中在体操动作或项目的发展趋势、规则、身体素质评价、生物力学等方面；纯理论研究、教学、训练、技术，等少部分涉及的比较少。还有其他领域的研究都没有涉及，如：赛事编排、裁判员、运动员选材、心理和生理适应、等方面，可见这些领域的研究潜力很大，未来研究的范围也将更为广泛。
4 结论与建议
4.1结论
第一，近5年来有关体操高质量的科研论文总体不算太少，但是每年发表在影响因子排名前十位的体育期刊的文章起伏不定，可见近年来具有较高水平的关于体操的研究还有待提升，研究者的水平也需进一步提高，具有较高水平的科研人员还需加大力度培养。
第二，检索的45篇论文中文献资料法为21篇，其中文献资料法占46.6%，说明文献资料法是我国体操科研中占据主导位置的研究方法。观察法和数理统计法也是体操科研中运用较多的科研方法。
第三，在这近5年来关于体操的科研大多集中在社会科学和自然科学的研究层次中，在社会科学层次的体操研究主流是在各项目成套或是难度动作的发展趋势和对运动员身体素质评价及训练方法等问题的教学指导两个方面。而自然科学层次的关于体操的研究主要是从生物力学角度或其他学科角度去揭示人体运动和运动规律。
4.2建议
4.2.1要扩展体操的研究路径及科研水平，同时可以吸收借鉴外国经验来创新提升我国的体操科研水平。
4.2.2在体操科研方法中加强灵活运用科研方法的程度，扩展研究思维模式，使其更好地服务于研究。
4.2.3加强对高难或难新动作的技术研究或者是技术分析，可以为从事体操教学工作者提供有效的理论、经验和技术上的支持c参考。也为以后相关科研人员对体操的研究拓宽了思路和研究路径，以便从其他层次或领域来研究体操。
参考文献：
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生物力学论文范文第7篇
关键词 竞技武术 散打踹腿技术 运动生物力学 分析
1绪论
根据散打的动作特征和技术要求，每一个踹腿动作过程中都要经历提膝、翻小腿和踹击三个阶段，而踹腿动作中的翻小腿和踹击往往是同时进行的，所以我们将其分为提膝和翻踹两个阶段。同时为了叙述方便，我们将为完成技术动作支撑人体重心的腿称为支撑腿，而进攻击打目标的腿称为攻击腿。运动技术水平的表现跟腿法技术密切相关，自古就有谚语“手是两扇门，全凭腿打人”，这充分说明了腿法技术在散打运动中的重要作用。根据马学智对1999年全国武术散打锦标赛的研究表明：在进攻技术中，腿法比拳法的运用次数多。而在众多的腿法中踹腿是直线性腿法的典型代表，又有“先锋腿”之称。因它在技、战术上具有能攻善守之优点，且在打击力量、打击速度等方面明显优于其它腿法动作故被运动员视为进攻得分的主要动作之一，是散打中运用率较高的腿法。马莉芳、韦海峰对武术散打王争霸赛腿法技术的运用进行分析得知，侧踹腿共运用544次，占整个腿法使用总数的24.8%，仅次于横踢腿，是有效的得分手段之一。从现场观察统计来看，侧踹腿攻击部位多在胸腹部，缺乏高、中、低位的变化，攻击距离也有一定的局限性。梁亚东、肖红征对“第5届世界武术锦标赛”散打决赛腿法技术运用进行分析，结果表明：运动员掌握腿法技术的好坏直接影响其比赛成绩。腿法技术训练质量越高，在瞬息万变的激烈比赛中运用的实效性越好。蹬腿和侧踹腿是遏止国外运动员擅长的重拳及近身搂摔打法的实效技术。在训练中要针对性的提高其动作速度和攻击威力。对前腿侧踹这个具有代表性的动作进行客观而系统的分析，从而归纳其内在的运动生物力学特点和规律，对今后的教学与训练提供科学的理论依据将有十分重要的意义。
2研究现状
查阅《体育与科学》、《中国体育科技》、《体育文史》及北京体育大学、上海体育学院等12所体育院校的学报，《浙江体育科技》、《辽宁体育科技》等14家体育科技期刊近十年来有关散打运动方面的研究文献以及武术领域专著和论文后得知，国内学者对散打运动训练方法、战术应用、营养卫生及赛制改革等方面的研究取得了一定的成绩，但真正对散打运动技术动作进行深入研究还显得不够，运用运动生物力学的研究方法进行探讨散打动作技术的成果还非常有限，其文献报道寥寥无几，更谈不上综合分析和量化指标。关于竞技武术散打踹腿术的生物力学分析这一课题目前尚属缺乏。武术对抗性项目的开展，从武术套路的攻防含义中彻底地分离出来，形成了具有实用性技击对抗的体育项目――竞技武术散打。它是两人按照一定的规则，运用武术中的踢、打、摔和相应的防守等技法进行徒手格斗对抗的现代竞技体育项目。是中国武术的重要组成部分。武术是中华民族文化的瑰宝，在几千年的发展过程中，由于科学技术不发达，没有先进的实验仪器和科学的理论支持，没有条件对拳理、拳法做科学的分析研究。因此，前辈武术家在练拳习武的过程中，只能由感而发，将拳理、拳法中的一些原理及规律以感性认识的方式记录下来，以指导后人习练武术，少走弯路。理论源于实践，理论反过来又能指导实践，促进实践更好地发展。竞技武术散打作为一项体育运动，已经推向世界，如果没有坚实的理论为基础，它的发展就不容乐观。所以，竞技武术散打的发展需要有一系列的科学理论为其奠定基础，对散打基础理论的科学化、系统化研究已经成为摆在我们面前亟待解决的问题。运动生物力学作为体育运动的基础理论，也是散打技术改M和提高的重要依据之一，故用运动生物力学原理对散打技术动作进行分析具有重要意义。人体任何合理的动作都要遵循运动生物力学原理，竞技武术散打运动也不例外。任何合理的散打技术动作都必须符合人体解剖学、运动生物力学原理、运动学规律和武术技击原理。运动生物力学是散打运动存在和发展的最重要的理论依据之一，散打任何技术动作都是在人体自身的内力与外力整体作用下完成的，运动生物力学原理贯穿在散打每个技术动作中。竞技武术散打与运动生物力学原理交融渗透、密不可分。竞技武术散打作为一项体育项目，其动作技术有着自身内在的规律性，如果不对这些规律进行科学把握，没有一个标准化的通用技术，竞技武术散打就不可能更好地发展下去，甚至难以让世人接受。竞技武术散打要想走向世界，和西方体育运动相互融合，共享一个“蛋糕”，就必须与现代科学知识相结合，走科学化的发展道路。本人在查阅了大量的文献资料发现在散打中有关技法的论述较多，但大多是基于经验介绍，缺乏应有的理论依据。运用生物力学手段对技术动作进行诊断和评价的报道极为鲜见，即使有也是零星的缺乏理论深度的或者研究方法和测试仪器已经不能适应现代体育运动发展要求的。从目前运动生物力学动作技术研究的方法和范畴分析，已经深入到通过三维测试分析系（下转第146页）（上接第144页）统等来评价和诊断动作技术，但在竞技武术散打运动中还很少见到。
3研究方法
本人采用QUALISYS-MCU500红外远射测试系统与三维测力平台测试系统对散打腿法中较为常用的前腿踹腿技术进行研究，对不同水平运动员（优秀组与非优秀组）每组10人，共20人的踹腿技术进行髋、膝、踝关节角度测试、速度测试，并分析，力求找出前踹腿技术的运动生物力学特点及内在的规律，为进一步丰富、完善散打技术理论、优化动作技术、规范技术规格、预防损伤和科学选材作前瞻性探索。
5结论
建议散打运动应该更加科学化地发展，对动作技术的研究应该多借助一些运动生物力学、解剖学、生理学的研究方法和手段，并采用当今先进的实验仪器进行测试与分析，使散打理论得到科学的验证与补充，不断丰富散打理论，以推动其更好的发展。
参考文献
[1] 贾利.谈单腿前翻身的基本技术分析与训练[J].福建体育科技，1999：18（1）：63-65.
生物力学论文范文第8篇
抛开外貌的种种约束，交谈中的她，博学谦逊、严谨细致，不仅有女性的蕙质兰心，更展现出智慧的一面。她叫陈端端，英国牛津大学博士、博士后，如今的她是北京理工大学生命学院副教授。
学的是力学，研究的是纤毛、血液、骨骼等的力与运动。在力学与生物间游走，她选择了交叉学科。2005年起，她开始从事针对生物医学工程及生理系统仿真建模方面的研究，目前研究领域涉及细胞纤毛运动、血液流动和支架应用、骨骼受力和生长预测等，并且在完成国家自然科学基金、科技部科技支撑计划、中央在京高校成果转化等项目中，引人关注。
短短几年时间里，她的在SCI11篇、EI4篇，活跃在多个国际学术会议上，以自己的行动向人们展示了女性的另一种美丽。
想出去看看
生于北京的陈端端，从小就有一个梦想，“出去看看”。大学生活，她选择了上海，“离开父母，就要学着去承担一切，这样成长很快”！在复旦大学，她读的是力学与工程科学系，专业是理论与应用力学。流体、固体、材料……在力学的领域里，她选择了偏向生物的交叉学科――生物力学。
大学毕业后，她顺利考入英国牛津大学攻读博士研究生学位。她很感激牛津对自己的培养，“尽管单从工程专业来讲，牛津的实力略逊于剑桥或帝国理工，但牛津的综合实力和人文环境让我受益匪浅。在牛津的6年时间，正好是25岁前后，整个世界观都经历了一次洗礼”。
2005年，陈端端开始从事基于生物力学，针对生物或生理系统的仿真建模研究，利用计算力学的研究方法，模拟生命系统的运作过程，探讨相关疾病的发生机理，并为治疗方案提供预测和指导。在英国留学期间，陈端端做的是纤毛项目。没有引起太多人注意的纤毛，却跟胚胎发育过程以及人体防御系统有着密切关系。博士后期间，她做的是血液项目。尽管转换了一个领域，但是研究方法和机制是相通的，这项研究的目的是帮助医院做手术规划平台。
学科的应用性和“能解决什么实际问题”是陈端端做研究的目的。2011年，一个偶然的机会，她回到了北京理工大学。国内外科研环境的不同，让回国之初的陈端端多少感到不适应。当时的生命学院，并没有很多人从事生物力学研究，这就意味着，在一定程度上缺乏基础和团队，一切要从头开始。俗话说，上帝为你关闭了一扇门，同时也会打开一扇窗。幸运的是，学院对她给予了极大的支持。她加入了医学工程与信息技术研究室，并和同组的另一位老师一起开展起生物力学研究，并一直坚持了下来。随着研究的深入和发展，陈端端逐渐找到了自己新的位置，并和新的团队一起继续着对生物力学的探索，致力于将仿真向应用推进。
现在，生物医学仿真及生物力学、先进人工医疗器械的设计、计算机模拟辅助医疗、以及多尺度多相系统的建模是她主要的研究方向。
在力学领域找到生命之美
对复杂系统中流体及固体运动的计算、网格变形及移动技术、分子对流-扩散过程的追踪、大尺度分子团的运动模拟、流固耦合分析等……十多年的研究，陈端端没有离开力学领域。无论是动力蛋白、血液流动还是骨骼力学，都是国内少有人涉及的。
对动力蛋白的研究，陈端端是与日本大阪大学生命机能科合作的。她借助大阪大学的超高压电子断层扫描设备，获得层厚为1.6nm的细胞纤毛超微结构断层图片。通过图像分割，抽离出纤毛骨架，并重建能够真实反映纤毛内部结构的三维模型。动力蛋白激活时对纤毛骨架结构的滑动作用可被模拟为一对大小相等、方向相反的点力。基于有限元算法，这些点力可被整合于结构模型，并通过数值求解力学方程模拟动力蛋白驱动的纤毛运动。这一模拟方法首次复现了纤毛的真实超微结构，并通过对动力蛋白不同的时间和空间排布，模拟多种动力蛋白假设所产生的纤毛运动。通过将计算出的纤毛运动与实验观测相对比，评价动力蛋白活动规律假设的合理性。目前，基于此模拟方法，陈端端和她的团队首次针对胚胎结纤毛提出了其内部可能的动力蛋白活动规律，并将模拟研究拓展到经紫杉醇干扰的变异纤毛的研究中，以推测致病机理，辅助治疗或预防。
在血液流动研究方面，陈端端与301医院血管外科及德国海德堡大学医学院合作。从力学角度，探讨了主动脉夹层的病理、预测病情发展以及建立支架治疗的医疗规划平台。目前，她的研究团队已收集多例经支架治疗的长期随访病例的CTA数据，通过图像分割建立模型，结合4D PC-MR和超声测速确定模型边界条件，通过有限体积法求解血液流动。由此，得出血液对假腔的压力数据并带入组织重建关系，获得假腔生长的预测，并与病人随访数据对比，验证预测模型。另一方面，针对主动脉夹层的支架治疗目前尚缺乏快速的预测性方法，她们开发了支架展开过程的快速模拟算法并申请专利，能够在较短时间内预测支架置入病人体内的展开效果，减少由于医生经验差异而造成的支架选用不当，并推动针对这一疾病的个体化、定量化、预测性治疗的发展。
在骨骼力学方面，陈端端与望京医院骨关节科联合攻关，针对股骨头坏死疾病进行股骨受力研究。在股骨头坏死早期，药物治疗可在一定程度上控制或改善病情发展，但目前评价治疗效果的方法主要依靠问询和医学影像，缺乏对股骨受力定量化的评价，阻碍了个体化、安全的康复训练的设计。她带领的研究团队，针对股骨头坏死II期经药物治疗的病例建立病人个体化股骨前段模型，基于CT值设定骨骼密度及弹性等物理参数，通过有限元方法计算在多种步态下的股骨前段受力，评价坏死区域发生塌陷的可能性，提出综合多因素的塌陷预测指数，并结合骨骼生长模型预测康复训练效果。通过模拟研究为治疗效果提供量化评价，为基于病人个体化的治疗方案设计提供理论依据。
爱学生如爱自己的孩子
从牛津大学回到北京理工大学，陈端端已经收了“徒弟”6人。在她的爱徒中，2人已经毕业，并拿到了国家奖学金和优秀毕业论文等荣誉。
两年半年的硕士研究生学习是短暂的，却是科研成长的重要阶段。陈端端对学生没有时间上的要求，但实验室里亮灯最早、关灯最晚的往往是她的小组。除了吃饭、睡觉，学生们大部分的时间都泡在了实验室里。用学生的话来讲，“实验室更像家”。她有意锻炼学生的各种能力，尽量给学生更大的平台，“研究生期间，希望能够锻炼学生的快速学习能力、解决问题能力和表达能力。获取信息、收集材料、提出问题、解决问题、并把自己的研究present出来。科研跟做其他事一样，要经历这些过程。其中，对问题的发现和解决是关键”。
白天，教室、实验室排满了陈端端的课程表；晚上，熬夜熬到一两点几乎是家常便饭。家庭是她觉得亏欠最多的，而对于科研，她总觉得还不够努力。她最大的希望是，将仿真继续向应用推进。
生物力学论文范文第9篇
【关键词】24式太极拳；传统杨式太极拳；生物力学对比
A Biomechanical Comparative Study between 24-Posture and Traditional Yangs Style Tai Chi
HU Yan-bin1, HU Xiao-chen2, ZHANG Xiu-juan1, ZHANG Xiao-di1, YU Xiaoyan1
(1. Department of Physical Education, Beijing University of Chinese Medicine, Beijing 100029;
2. Department of Physical Education, Beijing Language and Culture University, Beijing 100083)
【Abstract】 The research, employing research methods of biomechanics and advanced instrument (QUALISYS-MCU500 infrared radioactive testing system), makes a biomechanical analysis into the 24-posture Tai Chi movements of three excellent Tai Chi players. It also compares the morphological date of the typical motions of 24-posture Tai Chi and traditional Yangs Style Tai Chi. We hope to provide some experimental ground for the study of the similarities and differences between the two styles of Tai Chi in their forms and their value functions.
【Keywords】 24-posture Tai Chi, Traditional Yangs Style Tai Chi, Biomechanical Comparation
1研究对象与方法
1.1研究对象
研究对象为三位亚洲武术锦标赛、全国武术锦标赛以及全国太极拳、剑锦标赛冠军。运动员基本情况见表1。
1.2研究方法
1.2.1文献资料法
查寻了全国中文体育期刊的13个核心期刊近十年关于太极拳在运动生物力学方面研究的文献，以及相关论文、著作。
1.2.2专家访谈法
咨询了北京体育大学武术系和运动生物力学教研室的老师和专家，向其请教有关论文实验设计、数据分析等方面的问题。
1.2.3三维运动学测试与分析
应用红外远射测试系统对24式太极拳的主要动作进行三维生物力学分析。
1.2.3.1QUALISYS―MCU500红外远射测试系统简介
应用瑞典产QUALISYS―MCU500红外远射测试系统（六个镜头）对24式太极拳的全套动作进行拍摄，拍摄频率为20幅/秒和40幅/秒。
下面对QUALISYS系统进行简单的介绍。QUALISYS系统即红外光点测试系统。它有六个镜头对准研究对象可对其运动的全过程进行测试。与传统的高速摄影（录像）与解析方法相比，红外光点测试系统省却了人工解析的繁重工作，不但可以对测试结果进行快速反馈，而且避免了人工判读测试点所产生的人为误差。QUALISYS系统由MCU(Motion Capture Unit)、反射标志物、计算机及相关软件组成。其基本工作原理为：将反射物置于红外光环境中，镜头将捕捉由标志物反射的红外光线，计算反射标志物在空间的位置。红外光线由MCU的红外发光二极管发射。反射标志物表面是一种特殊的反光材料，如果有一束光向标志物射去，其反射光中相当大的部分将沿着入射的方向发射回来。MCU集红外光线发射、图象获取、图象处理和数据传输功能为一体，是该系统的核心部分。一个MCU可以获取图象的2维坐标，两个以上的MCU获取的2维坐标经过合成就可以得到图象的3维数据。本系统配备6台MCU，他们依次串联就可进行同步测量。在进行测量过程中，只要某个反射标志物反射的红外光在某个瞬间能够被2个以上的MCU捕捉，该标志物的三维坐标就可准确地获得。因此，该系统能够方便、快捷、准确地获得复杂运动的三维运动信息。
实验现场布置及系统工作原理如图1所示。
图1 实验现场布置图
1.2.3.2标志点的设置
共26个红外反射标志点固定在受试运动员身体上。固定位置如表2所示。
1.2.3.3实验过程
（1）架设测试系统
对六个镜头的高度、俯仰角度和焦距进行调整，使坐标框架在每个镜头中的位置在中间靠下，且光点大小合适。
（2）对测试空间进行标定
标定时，实验人员在运动员技术动作可能会达到的空间内不断晃动手中标定杆对测试空间进行标定。标定时间为10秒，共200个和400个画面。系统自动计算六个镜头的标定参数，并对是否通过标定进行判定。
（3）动作技术测试
受试运动员进行一定的准备活动后在其身体测试部位贴置反射标志点。为减少系统误差，所有项目运动员标志点的设置均由一人完成。身贴标志点的运动员在测试范围内完成一套动作，每个被测试者演练3－4次，取测试效果最好的一次进行分析。
测试效果如图2所示
图2QUALISYS测试太极拳效果
（4）数据处理方法
测试完毕后，对画面中各点进行定义，系统自动计算并给出各标志点相对于空间标定坐标系的三维坐标。
应用QUALISYS系统中的QTools软件和Excel软件对一些基本运动学指标进行计算，这些指标包括：各点运动速度、膝关节角度、肘关节角度、重心变化趋势以及胸椎曲率的变化趋势。其中膝关节角度定义为同侧膝―踝连线与髋―膝连线的夹角，肘关节角度定义为同侧腕―肘连线与肘―肩连线间的夹角。
2结果与分析
本文将一套24式太极拳的主要动作按定式动作进行分组研究。其中定式动作一类主要按步型分类（见表3）。将三个受试者24式太极拳的主要动作进行形态学数据统计并和传统杨式大架太极拳的主要动作进行比较，找出异同。从而为太极拳的拳理提出一定的科学的依据和补充。
2.1定式动作的形态学数据分析
对三个受试者24式太极拳中的主要动作的测量数据进行统计，所得结果见表4、表5、表6。
三个受试者主要定式动形态学数据统计，见表7。
武冬等通过对杨澄甫所著《太极拳体用全书》中104张拳照进行照片解析，从生物力学的角度揭示了杨式大架太极拳的技术特征〔1〕，所得统计数据见表8。
2.1.1弓步、虚步、仆步
传统杨式大架太极拳中弓步的承重腿膝角在128°左右，非承重腿为164°左右。虚步的承重腿膝角在133°左右，非承重腿为151°左右。仆步的承重腿膝角在106°左右，非承重腿为178°左右。左右肘角在148°左右（见表8）。
在24式太极拳中，三个受试者所完成的60个弓步中，有37个左弓步23个右弓步。两侧弓步的承重腿膝角平均为98°左右，非承重腿为160°左右，左右肘角为140°左右。4个虚步的承重腿膝角平均为105°左右，非承重腿为146°左右，左右肘角为134°左右。2个仆步的承重腿膝角平均为40°左右，非承重腿为172°左右，左右肘角为139°左右。
将两者进行比较发现，无论是传统杨式大架太极拳还是24式太极拳，弓步、虚步、仆步三种步型的非承重腿的角度在165°左右，这说明，非承重腿并没有完全伸直，充分体现了太极拳“屈蓄有余”的特点。而就承重腿而言，24式太极拳中三种步型的承重腿膝角比传统杨式大架太极拳的承重腿膝角小了30°，尤其是仆步小了60°。武冬等在《杨式大架太极拳主要动作的生物力学特征分析》一文中指出，传统杨式大架太极拳弓步动作的这一特点是由其技击性决定的，这一角度可使支撑腿发挥最佳的登地效果，有利于蓄劲发力和借劲发力之间攻守的转换。而在24式太极拳的演练中，弓步、虚步承重腿膝角平均为100°左右，承重腿接近于水平。由运动生物力学原理可知，承重腿的膝角越小（承重腿的膝关节不能超过前脚的脚尖），大腿肌群的承重力越大。因此，24式太极拳的练习对提高练习者腿部肌肉尤其是股四头肌、半键肌、半膜肌和股二头肌的力量具有良好的作用。对中老年人来说，良好的下肢力量，是提高身体平衡能力减少摔跤几率的关键。通过练习24式太极拳，可以增加下肢的肌力，提高平衡能力，从而具有良好的健身价值。
2.1.2独立步类（金鸡独立）
传统杨式大架太极拳中独立步的支撑腿膝角在170°左右，而非支撑腿为135°左右。在24式太极拳中，支撑腿膝角在160°左右，而非支撑腿为65°左右。
将两者进行比较，他们的支撑腿的角度在165°左右，这说明，，支撑腿并没有完全伸直，也体现了太极拳“屈蓄有余”的特点。而非支撑腿两者的差别很大。相差70°左右。这就说明了传统杨式大架太极拳的非支撑腿提膝时并没有完全收紧，将其进攻和放手的双重含义充分的体现出来。而24式太极拳的非支撑腿提膝时膝角只有65°左右，因此动作具有很好的观赏性。
在各类动作中左右肘关节角度都保持在140°左右。这就体现了太极拳处处带有弧形、带有劲的特点。
3结论与建议
通过以上对传统杨式大架太极拳与24式太极拳主要定式动作的形态学特征的比较我们可以看出，传统杨式大架太极拳无论是动作的高低还是动作幅度均小于24式太极拳。当然，这里也应考虑到比较对象的年纪问题，杨澄甫先生留下来的拳照都是在他年纪较大的时候所拍摄的。而24式太极拳的受试者的年龄在30岁左右。但是，就目前太极拳的发展现状来看，传统太极拳与竞技太极拳确实存在着较大的差异。传统的太极拳比较注重其技击性，这也就决定了它的一切动作都要以技击性和实用性为目的，所以动作幅度较小，有利于用力和动作的收放自如。所以说，传统杨式大架太极拳的技术特点是以其技击性为核心的。而在其基础上发展而来的24式太极拳，其目的是为了更好地修身和健身，经过不断的演变和发展，其动作的技术特点是在保留其技击性的基础上，朝着观赏性和健身性的方向发展。所以其动作的幅度较大，更注重美观和健身的效果。
参考文献
〔1〕武冬，刘卉.杨式大架太极拳主要动作的生物力学特征分析〔J〕.北京体育大学学报，2001，24（1）：41-44.
生物力学论文范文第10篇
[关键词] 颈椎；胸椎；腰椎；脊柱畸形；有限元
[中图分类号] R682[文献标识码] A[文章编号] 1673-7210（2014）05（a）-0167-03
Application progress and prospect of finite element analysis in spine malformation
QIU Yunpeng HUO Hongjun
Department of Spine Surgery, the Second Affiliated Hospital of Inner Mongolia Medical University, Inner Mongolia Autonomous Region, Hohhot 010059, China
[Abstract] Spinal finite element method is a relatively new research method in recent years in spine biomechanics, which has been widely used now. This study describe the development process of the finite element method, finite element method in cervical, thoracic and lumbar spinal; the article evaluate the present situation of the development and prospects of the finite element model in scoliosis and kyphos.
[Key words] Cervical vertebra; Thoracic vertebra; Lumbar vertebra; Spine malformation; Finite element method
有限元法又称有限元素法[1]，其基本思想是20世纪40年代由国外学者首先提出，并在20世纪60年代由平面弹性论文中用“有限元法”这个名称命名，这标志着有限元法的正式诞生。1970年，随着计算机和软件的发展，有限元又跟医学的发展紧密相连，并在骨科方面中得到充分的利用。通过有限元合理赋值得到接近正常的人体模型，从而可以有效地对人体结构的应力、应变及模拟分析，得出正确的结论，由于有限元模型具有重建不规则、复杂材料特性结构的能力以及易于重复模拟复杂静止或动态负重状态下的应力而应用越来越广泛。现阶段开发的有限元软件总体功能强大，模块齐全，在我国的市场占有量也最大，现在有限元分析法已经成为动物模型和尸体模型研究方法之后单独作为骨科生物力学研究有效方法和手段之一。
1 有限元分析法在脊柱外科中的应用优势
近年来由于随着计算机技术发展和软件的开发的不断进步，有限元法已经成为了解脊柱力学变化及脊柱疾患的研究非常有用的工具之一，模拟的条件不断进步并越来越接近正常、结果使人更加信服。与其它方面研究生物力学方法如动物标本和尸体标本相比较，有限元法更具有的优势，体现在多方面，可以显示脊柱内部生物结构受力及形变等情况[2]，并能将这种受力和形变情况以直观的图形来展示，如对脊柱的椎体、椎间盘和小关节在受力和形变情况下应力分布的显现，描述局部椎体及椎间盘在各种内固定条件下承受的应力变化等；可以对脊柱手术应用的内固材料本身的受力分布情况，分析内置物局部应力集中点等数据，如直观的显示椎弓根螺钉的局部应力分布等；可以在同一脊柱模型上反复进行试验研究，从而确保所施加的对象完全一致，从而在比较不同干预措施下的脊柱生物力学效果及所得数据更加准确等[3]。
2 有限元分析法在人体脊柱中的应用现状
有限元在人体脊柱外科领域的应用发展迅速。自国外学者首先建立腰椎的三维有限元模型，并进行模拟生物力学分析之后，国内外相关脊柱方面的研究逐渐从腰椎、颈椎、胸椎模型建立到全脊柱模型并从脊柱有限元模型的构建发展到脊柱疾患发病机制的研究、脊柱手术术前规划及术后疗效评估等方面的研究。
2.1 颈椎有限元模型的研究
1991年Saito等[4]建立了二维有限元模型，此模型是比较简单，它是在简化小关节的基础上的几何生物模型，导致了模型内部的压力分布、负荷分配的结果与实际结果相差较多。1993年，Kleinberger等[5]建立了第一个颈椎三维有限元模型，它虽然简化了许多重要结构，如缺乏关节突关节等，其应力结果分析不太理想。但是将颈椎的模型带入了三维时代。1997年Voo等[6]建立了局部节段颈椎模型，包括椎间盘及椎体使颈椎三维有限元模型构建了较为成熟的。固定下位椎体使上位椎体在其各个方向旋转时受力所得结果与体外实验相对比，结果较为符合实际。2006年陈强等[7]应用CT扫描所得的断层图像并对其重建的方法，建立了全颈椎三维有限元模型。2011年林国中等[8]建立了全颈椎三维有限元模型具有详细解剖结构，最终验证结果表明，该模型具有良好的生物逼真度。颈椎有限元分析经历了相对简单的二维模型到以CT扫描和三维重建技术为基础的单一椎体精细有限元网格构建，在到多节段颈椎椎体建模并在一定程度上再现椎间盘、小关节、韧带等非骨性结构的发展过程以及具有高仿真度仿真模型出现，经历了30余年时间，把对颈椎生物力学的研究带入了一个全新的领域，开辟了新的天地。有限元在颈椎模型方面研究及生物力学应用发展迅速。
2.2 胸椎有限元模型研究
人体胸椎连接胸廓结构复杂，从而使胸椎的有限元模性建立较晚，模型建立与生物力学研究结果与实际相差较大，2008年胡辉莹[9]等利用有限元软件辅助建立的人体胸廓三维有限元模型具有较高的真实性和精确度，为下一步人体胸椎包括胸廓有限元模型的分析提供了基础。2010年费琦等[10]建立了胸椎后凸的三维有限元模型，实验结果表明，当给予轴向压力后，椎间盘、终板及椎体整体的应力也成相应增加。2010年李筱贺等[11]在CT扫描结合逆向工程软件建立下胸椎三维有限元模型，通过计算机软件实现从CT图像中提取数据建立下胸椎，完成数据与逆向工程软件间的衔接，并将逆向工程技术引入模型的建立中，成功建立了表面形态和内部组织结构都与实体一致的模型，该模型具有结构完整、空间结构准确度高及单元划分精细等特点。实现了以用于计算机辅助设计、快速成型、有限元分析等领域的研究，从简单的胸椎模型到加入胸廓三维模型重建到生物力学的研究胸椎有限元模型真实性、精确度不断完善，并随着计算机软件技术成熟完善，得到进一步完善，应用越来越广。
2.3 腰椎有限元模型的研究
腰椎的有限元研究较早，自1975年Liu等[12]建立了第一个真正包括椎间盘的腰椎三维有限元模型，并模拟不同情况下的椎体的受力情况，将腰椎有限元的建立分析带入了全新时期，但对其椎体附件等结构未进行详细分析，1998年Goel等[13]首次通过应用CT扫描建立了局端腰椎的复杂三维有限元模型，此后又连续进行了脊柱外伤、椎体融合及椎间盘退变等临床研究。2004年Zander等[14]利用L3/～4的有限元模型，模拟依次切断部分韧带计算剩余韧带的应力。结果显示韧带的存在明显影响腰椎各节间的活动范围。2006年Rohlmann等[15]利用有限元模型评估在不同下所需躯干肌的肌力，通过考虑肌肉的作用后，脊柱三维有限元更逼真，有限元分析更符合实际情况。2009年闫家智等[16]研究表明，在给予施加轴向压缩力时，腰椎纤维环最大应力集中于髓核和终板中央，应力随轴向压缩力的增加而增大。EI-Rich等[17]建立了L2/3活动节段三维有限元模型，该研究表明，俯屈和伸展时应力的分布不同，从而使骨折的发生部位亦明显不同，该实验认为椎体后部结构在维持脊柱稳定性上起着重要作用。腰椎有限元从基础的椎体模型的建立到分节段椎体生物力学分析，再到腰椎全节段的模型建立在治疗腰椎疾病及术后评估发展迅速如，已成为研究脊柱外科的重要方法之一，并随着计算机软件的开发将越来越普及的应用。
3 有限元在脊柱畸形方面的研究现状
目前有限元分析法已进入脊柱侧凸、后凸及两者合并存在等热点的研究领域，学者们借助有限元分析方法，构建脊柱侧凸后凸的模型并深入的探讨了脊柱畸形的发病机制，相关结构的应力分布及结构改变所致身体其他部位的所连带的身体机能的改变，同时应用有限元研究脊柱疾患生物力学分析、内固定器械受力分布及脊柱手术术前规划、术后评估等问题。
3.1 脊柱侧凸畸形三维有限元研究
脊柱侧凸畸形有限元及内固定器材料的研究现阶段非常广泛，国内外的相关报道较多，Stokes等[18]将有限元模型应用于脊柱侧凸，将内固定器械应用于侧凸矫形生物力学的研究。2002年Grealou等[19]利用有限元对切除肋骨对脊柱侧凸畸形矫形的生物力学影响，并检测对胸廓的整体影响机制。2008年汪学松等[20]利用计算机软件成功地建立特发性脊柱侧弯的有限元模型，具有良好的仿生效果及生物逼真度，2010年韦兴等[21]腰椎侧凸螺钉内固手术矫正效果影响的定节段对有限元分析中建立了高仿真度腰椎侧凸模型，并得出结论：在保持一定固定范围条件下，间断减少非弧顶固定螺钉。在三维有限元模型上可得到较好的矫形效果。目前，对脊柱侧凸畸形的有限元模型的重建、对于脊柱侧凸的发生机制、脊柱侧凸畸形病程不断恶化的过程、脊柱侧凸形成过程中存在的相关机制以及对脊柱侧凸畸形手术术前规划，术后效果评估成为了大家关注的焦点。
3.2 脊柱后凸畸形的三维有限元研究
2003年程立明等[22]利用有限元软件构建脊柱后凸畸形的有限元模型，证实脊柱胸腰段后凸畸形改变了相应椎间盘的负荷应力分布，可能加快椎间盘退变并使其椎间盘后方易受损破坏。同年张美超等[23]利用三维有限元模型在正常与后凸畸形胸腰椎体力学性能比较中的应用中"在纵向压缩载荷下正常脊柱T12～L1段椎体后部容易损伤和骨折后T12～L1后凸脊柱T12～L1段椎体前部容易损伤和骨折。2004年国内学者建立了颈椎后凸畸形有限元模型并验证全椎板切除可以明显改变颈椎正常前凸转变为后凸：颈椎间盘和韧带结构对全椎板切除后颈椎曲度有显著影响，颈椎椎间盘、韧带结构对颈椎生理曲度有双重作用，颈椎椎间盘、韧带结构弹性模量减少，将加剧颈椎后凸曲度。另有学者利用CT扫描资料，输入有限元软件重建胸腰段椎体的三维有限元模型，其结构完善、外观逼真、数据精确性好，并模拟L1椎体骨质疏松性压缩性骨折及椎体后凸成形术治疗，总体来看对于脊柱后凸模型的建立及生物力学分析相对于脊柱侧凸研究较少，但未来的发展空间较大，利用模型应用于脊柱后凸矫形术前规划反面作用突出，将成为研究脊柱后凸畸形的重要方法之一[24-25]。
4 三维有限元在脊柱畸形方面应用的展望
高质量人体脊柱模型的建立成为进行有限元分析的关键，是进行脊柱畸形方面疾病研究的基础。现国内外已有脊柱的各节段高仿真有限元模型的建立的报道，并随着计算机软件开发及联合应用建模功能的发展强大，成功仿真模拟了脊柱侧凸、脊柱后凸的三维模型的建立，这种有限元分析方法将能够为脊柱侧凸、脊柱后凸的发病机制的及生物力学研究提供量化指标，协助医生研究脊柱畸形发病机制，预测患者的矫形过程和效果，并能针对具体患者进行个体化的仿真模拟操作和生物力学分析，为临床实践提供一定的理论依据，并为今后医生制定和优化脊柱侧凸、脊柱后凸的临床治疗方案开辟了新的途径。随着脊柱矫形生物力学研究的深入和计算机可视化技术发展，计算机辅助制订矫形策略可能是临床的发展趋势。
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