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医用生物力学
医用生物力学

戴尅戎

双月刊

1004-7220

021-63138341－5397

200011

上海市制造局路639号

医用生物力学/CSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>《医用生物力学》主要刊登交流我国学者在生物力学研究中取得的成果和部分国外专家的论文。着重刊登对科研与临床实践有指导意义的论著，同时还开辟综述、讲座、经验交流、研究简报、专题讨论等专栏。内容充实，反映了中国生物力学的研究动向和成果。
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    基于体外实验的光电容积脉搏波信号检测及脉率特性

    何卫俊刘雍陶刘登吉尹凯...
    712-717页
    查看更多>>摘要：目的 借助体外循环实验系统的可控参数优势考察血流参数变化对脉率特性的影响.方法 建立一套搭载腕部体外模型的人体循环系统,通过分别改变心率、腕部流量、压力和系统顺应性等参数,从腕部模型中获取光电容积脉搏波信号,并提取脉率变异性的时域和频域指标.结果 心率、压力和系统顺应性的改变会引起脉搏波形状的改变,但能够表明脉率变异性的时域指标NN50、PNN50 数值为 0,其他指标以及频域指标都处在极低值范畴.结论 在未有心率变异性时,心率、腕部流量、血压和系统顺应性等血流动力学变化未产生明显的脉率变异性.本研究可为临床在更便利的腕部采集设备加持下开展更多脉率变异性和心率变异性研究提供参考.

    脉率变异性光电容积脉搏波循环系统体外模型血流动力学

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    冲击力作用下种植体周围骨动态力学响应的数值模拟

    马新扬刁晓鸥侯兵王丹杨...
    718-723页
    查看更多>>摘要：目的 研究种植体周围骨结构在冲击力作用下的动态力学响应和损伤特征.方法 建立种植体周围骨微观结构的有限元模型,对刚体施加初始速度模拟冲击加载,采用应力失效准则,编写用户材料子程序对模型进行失效判断,分析冲击力作用下骨结构的应力变化及损伤状况.结果 冲击力作用后,皮质骨应力迅速达到峰值(16.01 MPa),而种植体底端骨小梁应力值在冲击后 0.1 μs达到应力峰值(5.85 MPa);冲击作用会形成应力波在骨结构内传播,骨结构损伤随时间发生变化;冲击能量可被骨小梁通过变形而缓冲和耗散,骨小梁应力达到屈服极限后出现损伤和破坏,而皮质骨在冲击作用下未出现损伤破坏.结论 对于冲击损伤患者,应更加重视骨小梁的结构变化.所建数值模型能将骨的结构力学性能和自身几何特性结合,较好预测骨的冲击损伤情况.研究结果 可为临床承受冲击损伤患者损伤评估和损伤后治疗提供参考.

    冲击力种植体应力分布冲击能量有限元分析

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    预制裂纹的预备后椭圆形根管牙根有限元模型构建及分析

    陈词王通李慧影付静...
    724-729页
    查看更多>>摘要：目的 分析椭圆形根管牙根两种预备形态下,根管壁微裂纹对牙根受力的影响.方法 选择椭圆形根管的前磨牙 20 颗,器械扩大预备根管、制造微裂纹并染色,切片后显微镜下观察牙本质微裂纹的产生及分布.据此构建两种预备形态下预制裂纹的牙根模型,评估受力时微裂纹处及牙根的应力分布.结果 椭圆形根管牙根的微裂纹总是出现在颊舌侧,由根管壁向牙根表面扩展,与有限元分析所展示的应力集中在根管壁颊舌侧的规律一致.微裂纹使根管壁的应力集中点向裂纹尖端处转移,且在尖端极小区域内出现近 5 倍的应力剧增,使微裂纹极易沿尖端方向扩展,尤其在牙体长轴方向.结论 微裂纹的存在不改变椭圆形根管牙根颊舌侧应力集中的特点,但微裂纹的产生使其尖端极小区域内出现剧增的应力集中,这可能是微裂纹迅速扩展为牙根纵裂的机制,临床操作需提高警惕.

    椭圆形根管根管预备微裂纹应力分析

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    轻度创伤型大鼠颅脑前后向-侧向碰撞HIC值等效研究

    王国祥朱林娜王讯陈秋菊...
    730-735页
    查看更多>>摘要：目的 探讨通过运动诱发电位(motor evoked potential,MEP)和 β-淀粉样前体蛋白(β-amyloid precursor protein,β-APP)免疫组化(immunohistochemistry,IHC)互相验证结合的方法,对轻度颅脑损伤下大鼠颅脑前后向-侧向碰撞损伤进行头部损伤指标(head injury criterion,HIC)等效转换研究.方法 健康成年雄性SD大鼠 60 只,随机分为 0 m对照组、0.5 m前后向和 0.5 m侧向损伤组、1 m前后向和 1 m侧向损伤组(每组 12 只),对照组不进行打击实验.IHC组在打击致伤后和对照组一起进行过量麻醉取材,制作β-APP免疫组化染色切片,并测定切片的脑干锥体束区域内的阳性细胞面积占比和积分光密度(integral optical density,IOD).MEP组分组和IHC组相同,在致伤后和对照组一起进行MEP 波幅检测.结果 随致伤高度的增加,致伤组MEP 下降幅度、阳性细胞面积占比及IOD也明显增大.致伤高度较小时,IHC组比MEP 组的灵敏度更高.损伤程度相同时,侧向HIC小于前后向.HIC相同时,侧向的损伤程度大于前后向.结论 利用MEP和β-APP联合评估可以为颅脑前后向-侧向碰撞损伤HIC等效转换研究提供实验参考.

    组织病理学运动诱发电位脑干锥体束头部损伤指标颅脑碰撞

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    阴道分娩对猪子宫韧带力学性能的影响

    王丽丽刘然
    736-741页
    查看更多>>摘要：目的 研究阴道分娩对子宫骶韧带(uterosacral ligaments,USLs)和主韧带(cardinal ligaments,CLs)生物力学性能的影响,进而探讨阴道分娩对盆腔器官脱垂(pelvic organ prolapse,POP)的影响.方法 选用成年母猪(已育母猪5 头,未育母猪 5 头)作为动物模型,通过单轴拉伸实验测量离体母猪的USLs和CLs被动力学行为,分析分娩对USLs和CLs生物力学性能的影响.结果 猪子宫韧带组织的被动力学行为呈非线性.无论分娩与否,右骶韧带的最大应力大于左骶韧带(P<0.05);分娩后,二者力学性能存在显著差异.未育母猪左主韧带最大应力略大于右主韧带(P<0.05);分娩后,两者差异降低(P>0.05).USLs最大应力均大于CLs,表明USLs比CLs承受的张力更大,USLs在POP中起到关键性作用.结论 研究结果 为认识USLs和CLs力学特性提供参考,可以指导更好治疗方法 的发展,如POP手术重建,也为预防POP发生提供理论基础.

    子宫骶韧带主韧带单轴拉伸测试非线性阴道分娩

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    角膜塑形镜几何设计参数对角膜生物力学影响的有限元研究

    吴丽敏赵改平张泽众项华中...
    742-749页
    查看更多>>摘要：目的 探究角膜塑形镜(OK镜)不同几何设计参数对角膜生物力学影响的差异,揭示 OK镜影响角膜塑形机制.方法 建立非球面OK镜和角巩膜耦合三维有限元模型,数值分析OK镜不同近视矫正度数对应几何设计参数改变对角膜前表面轮廓和曲率分布规律、角膜前表面和角膜基质层上表面 von Mises应力(von Mises stress,VMS)和眼轴位移变化的影响.结果 角膜前表面的应力集中出现在中周区和周边区,而基质层上表面的应力集中仅出现在中周区.OK镜基弧的矢高随着近视矫正度数增加而减小,矫正度数为-2.0、-3.0、-4.0、-5.0、-6.0 D时,角膜最大VMS比-1.0 D增加 0.81%、1.86%、2.84%、3.81%和 7.04%,角膜中央区的曲率比未戴镜时平均减少2.59、3.78、4.51、4.99、5.33、6.41 D.结论 近视矫正度数增加使OK镜基弧的矢高减小,导致角膜中央曲率更加平坦.OK镜的基弧区对于近视矫正和控制起着十分重要的作用.

    角膜生物力学角膜塑形镜近视矫正度数角膜塑形有限元分析

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    无创气道正压通气下呼气末测算气道阻力和肺顺应性实验研究

    袁越阳解立新陈宇清胡兴硕...
    750-755页
    查看更多>>摘要：目的 采用呼气末压力短暂释放的方式,测算无创正压通气(non-invasive positive pressure ventilation,NPPV)条件下的气道阻力(R)和肺顺应性(C),并评估其测算精度.方法 首先,将测算方法 程序移植到NPPV呼吸机的控制器,设计基于主动模拟肺ASL5000 的通气实验平台.然后,模拟正常成人(R=5 cmH2 O,C=50 mL/cmH2 O.1 cmH2 O=0.098 kPa)、急性呼吸窘迫综合征成人患者(R=10 cmH2 O,C=30 mL/cmH2 O)和慢性阻塞性肺疾病成人患者(R=20 cmH2 O,C=50 mL/cmH2 O)的R和C进行实验.结果 测算所得R最大相对误差达到-12.67%,出现在对正常成人的测定;C最大相对误差达到 17.37%,出现在对急性呼吸窘迫综合征成人患者的测定.采用均值配对双样本t检验法对每组测试数据进行分析,差异没有统计学意义(P>0.05).结论 实验所得R、C与在ASL5000上的设置值相一致.NPPV下呼气末R、C的测算方法 具有良好的可行性,其实现与应用有助于呼吸机通气治疗的精准化和个体化.

    无创通气气道阻力顺应性

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    软组织再生力医学

    师念园马玉菲徐峰
    756-767,774页
    查看更多>>摘要：创伤、疾病和衰老造成的软组织、器官缺损或衰退对人类健康带来极大负担,软组织再生技术为解决上述问题带来了希望.近年来,随着生物力学、力学生物学与再生医学多学科交叉研究日益深入,力学逐渐成为调控软组织再生的关键因素之一.尽管如此,目前临床对于软组织的力学特性缺乏深入认识,也未完全掌握其在软组织疾病诊疗及软组织缺损修复中的潜在价值.本文通过总结国内外相关研究进展,提出"软组织再生力医学"这一概念.随后,从软组织多尺度生物力学、软组织再生力学生物学、软组织再生力医学技术及软组织再生力医学应用4 个方面,系统描述力学因素对软组织发育和再生的影响机制.最后,对力医学应用于临床软组织疾病诊疗及软组织缺损修复的潜能进行展望,为软组织再生力医学的发展提供新方向.

    力医学力学生物学力治疗学力学微环境软组织再生

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    颈前路手术治疗颈椎病的有限元研究进展

    田雪丰吕俊桥尉哲铭刘阳...
    768-774页
    查看更多>>摘要：不同颈前路手术治疗颈椎病对患者颈椎生物力学特征的影响因手术方法 而异,但临床上较难精细地测量颈椎各部分或内植物的力学属性.因此,有限元法被广泛应用于颈前路手术的研究,可以通过计算机精确分析不同部分的应力和应变分布,为研究不同颈前路术式的生物力学特征提供便利.本文回顾了有限元法在颈前路手术中的研究进展,对有限元研究在融合或非融合术式、混合手术及微创手术等方面的现况进行归纳总结,以期为不同颈前路手术的选择提供生物力学角度的理论参考.

    颈椎病颈椎前路手术生物力学有限元分析

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    力学刺激在破骨细胞分化中的作用

    王涵于志锋
    775-782页
    查看更多>>摘要：骨组织细胞主要有成骨细胞、破骨细胞、骨细胞 3 种类型,与细胞外基质共同维持骨的结构完整性和功能性.破骨细胞专门负责骨吸收,通过释放酸性物质和蛋白水解酶降解骨基质,发挥骨吸收作用;通过与成骨细胞相互协调,共同维持骨稳态.破骨细胞增多,导致骨吸收增加,从而引起骨质疏松症等骨骼疾病;破骨细胞生成过少,将导致骨吸收减弱等相关疾病,例如骨硬化症.因此,对于破骨细胞功能的精确调控,在维持骨稳态的平衡中发挥极为关键的作用.既往研究多从生物化学角度解释和阐述各种生物因素对破骨细胞的调控.然而越来越多的研究证实,力学刺激在破骨细胞分化过程中发挥着重要的作用.本文着眼于力学刺激对破骨细胞分化的影响,讨论力学刺激在其中可能发挥的作用,并对该领域的新发现以及未来的发展进行探讨.

    破骨细胞力学刺激骨吸收骨重建

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