[科普中國]-沖擊生物力學

人體沖擊生物力學主要是研究高速短時間載荷對人體損傷的問題。沖擊傷是由沖擊波引起的損傷，它是由沖擊波在體內(nèi)傳播導(dǎo)致的。沖擊生物力學是研究沖擊損傷機理、人體組織力學響應(yīng)以及人體耐受性等領(lǐng)域的生物力學，它在康復(fù)工程、死亡保護、軍事航天、運動醫(yī)學等領(lǐng)域具有廣泛的理論和應(yīng)用價值。沖擊生物力學的研究方法主要分為三種：生物模型研究方法、機械模型研究方法和數(shù)字模型研究方法。

沖擊生物力學的研究內(nèi)容沖擊生物力學研究內(nèi)容大致分為五個方面，即損傷機理，生物力學響應(yīng)，人對沖擊耐力、人體沖擊代用品及損傷防護。損傷機理是探究人體解剖和功能損害的力學因素，它是沖擊損傷生物力學研究的基礎(chǔ)。目前的研究認為, 鈍器沖擊損傷機理是組織的變形或應(yīng)變程度超過了它的自然恢復(fù)極限。生物力學響應(yīng)是指由于力作用而引起的人體組織或器官形狀改變的時間歷程。沖擊生物力學響應(yīng)的測量與分析是建立數(shù)學模型的前提, 也是制定損傷評定標準的基礎(chǔ)。損傷等級的制定使肌體損傷程度實現(xiàn)量化。耐受性是指身體或身體局部能夠抵抗特定損傷等級的力或加速度水平。這個特定的等級因年齡、性別、體質(zhì)存在著個體差異, 因此現(xiàn)在把耐受性理解為對給定損傷水平下發(fā)生特定損傷概率所對應(yīng)的力或加速度水平。沖擊損傷生物力學研究的最大困難在于不能對活人進行有損傷性的實驗研究。因此, 必須借助于其它手段進行研究, 包括志愿者實驗、人尸體實驗、假人實驗、動物實驗、數(shù)學模型等。就代用品而言，假人是進行系統(tǒng)動力學環(huán)境評價以及防護性能評價的理想的代用品。人的代用品的另一種形式是數(shù)學模型。數(shù)學模型可以從理論上預(yù)測損傷事件的可能性，可以減少復(fù)雜實驗的次數(shù)并節(jié)省經(jīng)費。保護人體在沖擊環(huán)境中不受傷害或降低傷害的程度是沖擊損傷生物力學研究的最終目的。

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本詞條內(nèi)容貢獻者為:

劉笑宇 - 講師 - 北京航空航天大學生物與醫(yī)學工程學院樊瑜波 - 教授 - 北京航空航天大學生物與醫(yī)學工程學院王麗珍 - 講師 - 北京航空航天大學生物與醫(yī)學工程學院