从生物力学角度评价单髁置换术与腓骨截骨术
摘要：膝关节单间室骨性关节炎引起的膝内翻是常见病症之一，目前手术方法主要有胫骨高位截骨术、单髁置换术以及最新推广的腓骨截骨术。单髁置换术自开展以来已有60余年历史，相比全膝关节置换术具有可保留膝关节正常运动、手术创伤小、保留骨量多以及术后关节活动度大等优点，故单髁置换术已成为治疗内侧间室骨关节炎一种可靠的治疗方式。腓骨截骨术是一种治疗膝内翻的新治疗手段，具有手术简单、费用低、恢复快等优点，目前正在被大力推广，但其治病机制尚不很清楚。综述单髁置换和腓骨截骨两种临床手术方式，并从生物力学角度推论腓骨截骨术治疗内侧间室骨性关节炎的可能机制，提出腓骨截骨术后外侧收缩肌力下降导致关节合力矩再平衡，故关节接触位置改变、关节接触力下降可能是腓骨截骨术能够缓解疼痛治疗骨性关节炎的原因。血管支架在真实狭窄血管模型中扩张过程的模拟研究
摘要：目的 研究血管支架在真实狭窄血管模型中不同扩张阶段的形变与受力特性，为支架的介入治疗与设计提供科学的参考意见。方法 利用三维建模方法构建患者颈动脉血管模型以及斑块模型，利用Pro/E软件构建1种I型血管支架；在ABAQUS/Standard软件中分析支架在真实狭窄血管模型中径向扩张（第1阶段）和径向收缩（第2阶段）的扩张过程，同时建立斑块与血管为一体的对比实验。结果 在第1阶段，支架发生径向扩张，支架与斑块和血管内壁接触面积最大，支架、斑块、血管壁所受应力最大值分别为515.000、2.482、1.053 MPa；在第2阶段，支架发生径向收缩，形成“狗骨效应”，支架与血管壁之间形成较多的间隙，支架、斑块、血管壁所受应力最大值分别为464.500、0.954、0.316 MPa。在对比实验中，狭窄血管与支架在第2阶段所受应力最大值分别为0.9、414.1 MPa。结论 相对于对比实验，区分血管组织成分的模型更符合狭窄血管的真实情况，更能真实反映血管与支架的受力情况；在第1阶段支架对于斑块及血管内壁造成的损伤最大，在第2阶段支架的“狗骨效应”是造成支架与斑块、血管间产生空隙的重要影响因素。研究结果对支架在介入治疗中的选择与支架的改进设计具有指导意义。高跟鞋与足部跖间应力关系的有限元分析
摘要：目的 研究穿着高跟鞋时前足跖间组织的应力变化，为跖间神经瘤诱发机制的定量分析和相应治疗方案提供参考。方法 通过已验证的足-踝-高跟鞋有限元模型平台，分析足部在0、2.54、5.08、7.62 cm［0、1、2、3″（英寸）］4种不同跟高高跟鞋平衡站立以及穿5.08 cm跟高高跟鞋行走时步态周期内的跖间组织应力大小及趋势。结果 随着鞋跟高度的增加，跖间组织应力明显增加，穿7.62 cm跟高高跟鞋时第3、4跖间组织受力是穿平跟鞋的312%。穿5.08 cm跟高高跟鞋行走时，在蹬地期第3、4跖间组织的受力最大，达到90 kPa，与临床最常见的跖间神经瘤发病部位相符。结论 穿着高跟鞋明显增加跖间组织的应力，鞋面横向挤压导致第3、4跖间组织受力最大，最容易导致跖间神经瘤的发生。基于ANSYS／LS-DYNA的神经电极植入脑组织过程数值仿真
摘要：目的 建立神经电极-脑组织数值仿真模型，研究神经电极在植入过程中对脑组织产生的植入损伤。方法 采用超黏弹性模型描述脑组织材料，基于单元删除法和最大主应变失效准则模拟组织破坏与分离，并通过平均等效应变量化组织植入损伤，考察神经电极楔形角、植入速度以及电极刚度对脑组织急性损伤的影响规律。结果 150°楔角所产生应变值较90°增加37.1%；100 μm/s慢速植入时电极植入路径上组织应变值较大（〉57%），500 μm/s较高速植入时植入路径上组织应变明显变小（〈25%）；而电极刚度对组织损伤影响不明显，电极刚度从165 GPa下降至5 kPa时，组织应变仅增加1%-2%。结论 数值仿真模型可为神经电极与植入参数设计提供参考，从而减少组织植入损伤，提高电极工作寿命，满足长期临床应用。《医用生物力学》杂志征稿、征订启事
摘要：《医用生物力学》杂志由中华人民共和国教育部主管、上海交通大学主办，是国内唯一一本公开发行，以积极反映生物力学基础研究与应用研究成果，推动国内外学术交流，促进医、生、理、工各学科相互了解和合作为目的的学术性刊物。报道内容主要包括生物力学领域中有关力学生物学、器官．组织生物力学、细胞。亚细胞-分子生物力学、感觉系统生物力学、骨骼肌肉系统生物力学、航空航天生物力学、颌面口腔生物力学、呼吸系统生物力学、康复工程生物力学、心血管系统生物力学、血液流变学、医用材料生物力学、运动医学生物力学等的研究论文。本刊为中国科技论文统计源期刊（中国科技核心期刊）；美国《化学文摘》、俄罗斯《文摘杂志》、荷兰《文摘与引文数据库》来源期刊；2015年入选北京大学图书馆《中文核心期刊要目总览》（2014年版）。不同角度载荷下股骨头骨小梁的生物力学特性
摘要：目的 探讨不同角度载荷对股骨头骨小梁形态学与力学性能的影响，为研究股骨头坏死、塌陷的生物力学机制提供理论依据。方法 利用12月龄羊股骨头和人尸体股骨头分别制作羊股骨头骨小梁试件94个和人股骨头骨小梁试件43个。按照受力方向与骨小梁主压力方向之间的不同夹角，将骨小梁以10°间隔分为内翻10°、0°和外翻10°、20°、30°共计5组，模拟股骨颈骨折内固定术后不同戈登（Garden）对线指数下的复位情况。通过分别对羊股骨头骨小梁进行micro-CT扫描、计算与压缩破坏试验以及对人尸体股骨头骨小梁进行循环压缩试验，分析不同受力方向下股骨头骨小梁的骨体积分数（BV/TV）、骨表面积/骨体积（BS/BV）、骨小梁平均厚度（Tb.Th）、骨小梁数量（Tb.N）、骨小梁间距（Tb.Sp）等形态学指标以及弹性模量、极限强度、屈服强度、初始弹性模量、循环次数等力学指标。结果 加载方向与骨小梁的主压力方向之间夹角为0°时，BV/TV、Tb.Th以及弹性模量、极限强度、屈服强度、初始弹性模量、循环次数均为最大，而BS/BV与Tb.N为最小，并随着夹角增大前者呈递减而后者呈递增趋势。结论 12月龄羊股骨头骨小梁BV/TV与极限强度随受力方向与骨小梁主压力方向之间夹角变化的趋势与人股骨头骨小梁一致；加载方向与主压力骨小梁之间夹角增大时，股骨头骨小梁形态学与力学性能均下降；Garden指数偏离160°越大时，股骨头内骨小梁越易发生损伤。鞋帮高度对跳跃动作踝关节矢状面运动学及动力学特征的影响
摘要：目的 探讨穿着高、低帮篮球鞋对跳跃动作踝关节矢状面运动学、动力学以及运动表现的影响。方法 利用Vicon运动捕捉系统和Kistler三维测力台同步采集12名受试者穿着高、低帮篮球鞋进行双腿落地反跳（drop jump, DJ）和单腿跨步跳（lay-up jump, LJ）过程中踝关节矢状面屈伸最小/最大角度、力矩、功率、刚度、跳跃高度以及背屈活动度等参数指标。结果 （1） 穿着高帮鞋能够显著减小踝关节的背屈角度（P〈0.05）。在DJ和LJ过程中，两款鞋的跳跃高度、踝关节触地角度、最小/最大角度、活动度均无显著性差异；（2） 在DJ过程中，穿着两款鞋的踝关节屈伸动力学特征无显著差异；但在LJ过程中，穿着高帮鞋的跖屈力矩和功率峰值均显著小于低帮鞋（P〈0.05）。结论 穿着高帮鞋虽然没有限制跳跃情况下踝关节的屈伸表现，但会影响踝关节矢状面的部分动力学特征，建议鞋帮高度的选择和设计能够在护踝的基础上充分发挥踝关节在矢状面的力学作用，从而实现运动表现的最优化。基于悬臂梁模型的针挠曲预测
摘要：目的 分析针穿刺组织过程中的挠曲量和穿刺针受力情况，提高针穿刺精度。方法 搭建包括工业相机、步进电机和光源等组成的测量设备。用针轴直径分别为1.3、0.9、0.6 mm的穿刺针进行针穿刺软组织实验，利用力传感器得到不同穿刺速度（5、10和15 mm/s）下的穿刺力，通过数字图像处理得到穿刺针的挠曲量。在分析针受力的基础上，构建预测针挠曲量的悬臂梁模型。结果 利用悬臂梁模型对直径为1.3、0.6 mm穿刺针在5 mm/s速度下的挠曲量进行预测，其绝对误差小于0.5 mm，相对误差小于10%。结论 所建模型能够实现对针穿刺挠曲的预测，可以为机器人辅助柔性针穿刺路径规划和避障运动提供参考。人服系统上肢交互生物力学仿真模型
摘要：目的 通过建立人-舱外服上肢交互生物力学仿真模型计算穿着舱外服后航天员上肢关节力矩和肌肉力，满足出舱活动风险评估的需求。方法 分别建立舱外服手臂的刚体运动学模型和关节阻尼力矩迟滞模型以描述舱外服关节的运动和力学特性。通过对舱外航天服肘部和人体肘部位置进行约束实现人体和舱外服手臂之间的运动学耦合，利用虚拟反作用力元实现两者之间的动力学耦合，在反向运动生物力学架构下建立一体化仿真模型。利用该模型对宇航员穿着加压、未加压舱外服和不穿着舱外服3种工况下肘弯曲/伸展进行仿真案例分析。结果 3种工况下肱二头肌的预测肌肉激活和积分肌电的相关性分别为0.86、0.71、0.65，肱三头肌对应的相关性分别为0.75、0.61、0.60，采用预测肌肉激活和积分肌电的一致性定性验证了模型的正确性，利用舱外服肘关节阻尼力矩与人体肘关节肌肉承受力矩之间的一致性验证了模型的合理性。结论 该人服系统上肢交互生物力学仿真模型能有效计算航天员穿着舱外服后的上肢关节力矩和肌肉力，且仿真结果和实验表明，加压后舱外服关节阻尼力矩造成较大的人体关节力矩和肌肉负荷，为航天员出舱活动中的体力负荷和骨肌风险评估提供方法学支撑。后方韧带复合体逐级切除对损伤胸腰椎稳定性的影响
摘要：目的 研究后方韧带复合体逐级切除对损伤胸腰椎稳定性的影响，验证棘上韧带对维持损伤胸腰椎稳定的作用。方法 取8具健康新鲜人体T11-L3节段标本，于L1椎体中1/3行楔形切除，并在材料试验机上压缩至闭合以制备L1椎体骨折。对T12-L1处后方韧带复合体按照关节囊、棘间韧带、棘上韧带、黄韧带的顺序进行逐级切除，依次连续测量T12-L1节段前屈、后伸、侧弯、旋转运动时的运动范围（range of motion, ROM）及中性区（neutral zone, NZ）变化。结果 在前屈和后伸运动中，椎体切除及棘上韧带断裂后，ROM及NZ显著增加。在侧弯运动中，椎体切除和关节囊破坏后，ROM显著增加。在旋转活动中，椎体切除及关节囊破坏导致ROM增加，NZ无显著增加。结论 棘上韧带断裂后，T12-L1节段稳定性发生显著下降，尤其在前屈运动中。棘上韧带是维持胸腰椎节段稳定性的关键韧带。膝关节整体免荷矫形器的设计与评价
摘要：目的 设计一种膝关节整体免荷矫形器，探讨矫形器安装位置、矫形器大腿托与大腿间压力与免荷能力的关系。方法 通过搭建生物力学实验平台，对下蹲直立过程进行力学及运动学分析，评价膝关节整体免荷矫形器的免荷能力。结果 该矫形器可产生0-200 N的免荷力，矫形器铰链位置位于膝部前侧上方时矫形器免荷力大，大腿托与大腿间压力增大时免荷力增大。结论 设计的整体免荷矫形器具有部分免荷效果，该矫形器的免荷力与矫形器的安装位置和绑带的松紧程度有关。生物力学在中医骨伤手法治疗颈椎病中的应用
摘要：中医骨伤科手法治疗颈椎病临床优势突出，手法的生物力学研究具有重要的临床和理论意义。回顾近年来中医骨伤科手法治疗颈椎病的生物力学机制研究，从手法的力学测量、不同颈椎手法术式（理筋手法、正骨手法）、手法对颈椎组织（椎体、椎间盘、肌肉、血管）影响等方面的生物力学问题进行探讨，为临床中医骨伤手法更好治疗颈椎病提供生物力学理论依据及指导。致审稿专家感谢信
摘要：尊敬的各位《医用生物力学》杂志审稿专家： 在2016年新年即将到来之际，《医用生物力学》杂志编辑部全体工作人员衷心感谢您们在百忙之中为本刊审稿，凭借深厚的学识遴选优秀稿件，为保证刊载论文的学术质量和水平付出了辛勤的劳动。
