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导语：在生物力学的研究方法的撰写旅程中，学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径，好期刊汇集了九篇优秀范文，愿这些内容能够启发您的创作灵感，引领您探索更多的创作可能。
关键词 数学方法 生物学教学 研究性学习 总结 应用
中图分类号 G633.91 文献标识码 B
生物学是一门实践性强的学科，许多生物学知识的陈述与表达均要求具有较强的科学性与哲理性。除了运用生物学术语外，有时还必须用到相关学科的知识与方法，如：哲学思想、理化知识和数学方法等。下面就数学方法在生物研究性学结中的应用，浅说几例。
1 取样调查法在生物研究性学结中的应用
研究实例1：表1是孟坝中学高二（9）班学生针对“镇原县农田油菜种群密度的调查”课题，采用五点取样法调查的原始记录数据。
方法运用：针对上述数据，教师在总结时，采用数学的取样调查统计法，先求每个小组调查的油菜种群密度，再求三类不同地形油菜的平均种群密度，依据数值比较得出结论。
结果呈现：通过统计的数据比较分析（表2），学生很容易得出结论。这种直观且科学地呈现，不仅使学生知道了不同地形的种群密度不同，而且明确了合理密植的重要性，同时也对油菜当年的产量和经济效益进行了较科学的预测，增强了调查研究的深刻性、实践性和创新性。
迁移点拨：取样调查法常在野生植物种群密度调查、土壤小动物丰富度的研究、微生物培养与生长等生物研究性学习探讨方面有广泛应用。
2 坐标作图法在生物研究性学结中的应用
研究实例2：我校部分师生几年前组织的“乡村杏林带扩展的调查分析”研究课题的有关数据：调查活动涉及8乡镇163个自然村，杏林面积10 350亩，村均63.5亩，其原始数据汇总见表3。
方法运用：依据有关调查项目和范围，笔者拟采用数据与时间的关系，建立坐标系，以坐标作图法来直观的表示杏林带面积、占耕地比例、年均增长率、年均经济效益随时间发展所呈现的变化趋势，更易得出合理的结论。
结果呈现：过去基于部分调查者的数学基础，采用表格对比，文字描述，也得出了合理的结论与预测。如今用坐标中的柱形图表示（图1），形象、直观、创新，一目了然。也可以用坐标中的折线图、条形图来表示。
迁移点拨：坐标作图法适用于探究光照、水分、温度、植物激素及类似物等因素对植物光合作用、呼吸作用、生根、生长、开花的生理活动的影响课题的总结与分析，也在研究动物、微生物活动规律及其他生活实践活动方面有着极广泛的应用。
3 比例分割法在生物研究性学结中的应用
研究实例3：我校高二⑨班学生近期开展“乡村养老及保健实况的调查分析”课题，对孟坝镇城区65岁及65岁以上老人的调查，部分项目数据汇总见表4。
方法运用：在该项调查结束总结时，需要先归类分析求比例，多次用到分割法，使多项信息通过数据划归统一。
结果呈现：在上述的调查项目中，如归类对养老方式、2011年至现在的养老保险金实行的幸福感等分析结果见图2。这种的分割图示呈现，使有关信息统一化，数据理性化，使结论更细化，更准确，哲理性增强。
【关键词】体育教学； 运动生物力学； 积极作用
1 前言
在体育教学中，为了提高体育教学成果，应加深对运动生物力学的研究，积极利用运动生物力学，提高体育教学质量，促进体育教学发展，为体育教学提供有力的支持。基于这一认识，我们应对运动生物力学引起足够的重视，应结合体育教学实际，发挥运动生物力学的积极作用，推动体育教学的全面发展，满足体育教学发展需要。为此，我们应对运动生物力学发展历程、开展运动生物力学研究的作用及运动生物力学在体育教学中的作用进行深入研究，提高研究质量，保证了体育教学的开展效果。
2 运动生物力学发展概述
运动生物力学研究是以体育动作为核心， 运用人体解剖学、人体生理学、力学的理论与方法， 研究人体运动器系的生物力学特性和人体运动动作规律， 并根据影响人体运动的内部和外部条件寻求人体运动技术的合理性和更佳化， 以及训练手段的有效性， 为发展运动能力提供理论依据。近几十年来， 国际运动生物力学发展较快， 新材料和计算机的运用使生物力学的测试手段向自动化、准确化和快速化的方向迅速发展。学科间加强了渗透和协作， 使生物力学的知识体系更加完善。在人体结构的研究、测试方法和手段、测试数据处理的速度与准确度、研究的深度与广度等方面都具有较大程度的提高。例如在图像采集与分析技术由于近期的不断突破， 已经逐步趋于完善， 这为运动生物力学走向体育实践， 实现运动训练的可视化和快速反馈作好了准备。美国科罗拉多州奥林匹克中心生物力学实验室为美国国家田径队进行现场图像采集与图像分析， 帮助运动员增强运动本体感受并改进技术， 效果良好。我国自年成立运动生物力学分会至今， 科研活动已经开展了余年并取得了一定的成绩。
3 运动生物力学研究的作用分析
从目前运动生物力学的研究情况来看，开展运动生物力学研究是十分必要的，运动生物力学研究的作用主要表现在以下几个方面：
3.1 运动生物力学研究对明确运动原理有着重要作用
从运动生物力学的研究内容来看，运动生物力学对运动原理进行了深入研究，提高了运动原理的研究效果，促进了运动原理取得积极效果。所以，运动生物力学研究对明确运动原理具有重要作用，我们应积极推动运用生物力学研究全面深入开展，满足体育研究的实际需要。
3.2 运动生物力学研究推动了运动学本质的研究
运动生物力学研究对运动规律和运动学本质进行了探讨，可以作为运动学本质的典型研究手段。为此，我们要对运动生物力学的作用有足够的重视，应正确理解运动生物力学研究的作用，推动运动学本质的研究不断向前发展，使运动学本质研究取得积极效果，促进运动生物力学研究达到预期目标。
3.3 运动生物力学研究提高了运动学的整体研究质量
从目前运动生物力学的研究来看，运动生物力学的研究对运动学研究具有重要的推动作用，能够保证运动学的研究取得积极效果，能够对运动学研究起到积极的促进作用。所以，我们应认识到运动生物力学的研究作用，积极开展运动生物力学的研究，提高运动学的整体研究质量。
4 体育教学中运动生物力学的积极作用分析
从运动生物力学的研究来看，运动生物力学在体育教学中得到了重要应用，体育教学中运动生物力学的积极作用主要表现在以下几个方面：
4.1 运动生物力学对提高体育教学质量起到了积极作用
由于运动生物力学的研究内容具有一定的实际意义，因此运动生物力学研究未来体育教学的开展提供了有力的支持，保证了体育教学开展的整体效果，充分满足了体育教学发展需要。为此，我们要认识到运动生物力学对提高体育教学质量起到的积极作用，推动运动生物力学研究的深入开展。
4.2 运动生物力学对促进体育教学发展起到了积极作用
应用了运动生物力学，体育教学在深度、广度和专业性方面有了较大的提升，对体育教学发产生了积极的促进作用，保证了体育教学的整体质量，提升了体育教学的整体水平。所以，我们应对运动生物力学的促进作用有足够的重视，应采取必要手段，提高运动生物力学研究水平。
4.3 运动生物力学对改变体育教学发展模式具有重要作用
在体育教学中开展运动生物力学以后，体育教学在内容和方法上发生了改变，体育教学发展模式发生了变化，体育教学发展整体效果更理想。所以，我们应对运动生物力学的作用有足够的认识，积极推动运动生物力学研究的开展，保证体育教学发展取得积极效果。
5 结论
通过本文的分析可知，在体育教学中，运动生物力学在研究内容和研究方法上对体育教学产生了积极的促进作用，保证了体育教学取得积极成果，推动了体育教学的全面发展，满足了体育教学的实际需求。所以，我们应认识到运动生物力学在体育教学中的作用，促进体育教学的发展。
参考文献：
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[4] 唐刚；人体典型运动生物力学仿真分析[D]；上海交通大学；2011年
【关键词】运动生物力学 表面肌电 难度动作
中华武术历史悠久，博大精深，一直深受来自全世界人民的喜爱。随着现代体育的不断发展，武术套路也在向世界推广的潮流中不断的前进，现如今已逐步发展成为了以现代体育科学为理论指导，以西方竞技体育模式为运动方式的现代竞技体育项目。在跨学科研究以成为常态的新的背景下，近年来涌现出了很多有关运动生物力学在武术套路中的研究与应用的文章。其中的很多文章多采用运动学的方法对武术套路运动员作运动学的数据测量与分析并得出相应的结论。然而通过表面肌电对武术套路难度动作进行分析和研究的文章却不多。如何更好地运用表面肌电技术研究武术难度动作，已成为一个新的研究热点方向。
1.有关运动生物力学的研究内容与方法
运动生物力学是一门边缘学科，同时也是一门应用性很强的学科。运动生物力学分析不仅在人体运动实践中起着重要作用，它还是运动员和教练员做为教学和训练指导的有力工具。近年来它的发展十分迅速。国内的许多理工类、医学类和体育院校都独立开设了这门课程，有些院校还开设了相应的专业，国内一些学者同时出版了许多相应的教材和专著，在该学科上取得一些居国内外先进水平的成果。对人体与物体的运动分析是运动生物力学的重要研究内容，其中对运动位移轨迹的分析是描述运动的重要方面。
运动生物力学主要通过它的分析应用系统进行研究。并运用运动图像分析法、三维测力台法、步态分析法、肌电分析等研究方法对所要研究内容作出测数与分析。第23届国际运动生物力学年会报告上发现国际生物力学应用技术研究和竞技体育研究仍占主流，研究方法不断得到突破，三维摄像和肌电实现同步测量。各高校还相继研发出新的测试仪器和研究系统，这使得运动生物力学研究不断向前发展。
2.运动生物力学在武术难度动作中的研究
在武术套路中指定难度动作分为A、B、C三个难度等级，武术比赛中指定难度动作因其难度大、扣分重、不易完成使其逐渐成为整个套路的核心。提高指定难度动作的训练质量对提高运动成绩至关重要。
2.1 运动生物力学在武术难度动作中的研究过程
通过运动生物力学研究长拳难度动作，一般先把难度动作进行阶段划分，以旋风脚动作为例：旋风脚可以划分为助跑、起跳、空中击响及转体、落地等四个阶段，之后用高速摄像机拍摄或用肌电测试仪进行实验测量，或者两者同时进行，实验结束后，用三维影像分析系统和肌电数据分析系统对所得数据进行处理。最后利用QToolS软件和Excel软件对获得的数据指标进行计算和统计，从而得出想要的结论。
2.2运动生物力学在武术难度动作中的研究发展趋势
通过运动生物力学对武术难度进行研究经历了运动学、动力学、以及多角度分析等三个阶段。
运动学分析阶段主要是通过摄像得出有关难度动作在旋转角度、各关节夹角、以及动作摆动幅度等相关数据并进行分析，这在一定程度上可以对动作进行分析，但不够全面。动力学阶段主要是对武术难度动作进行运动学肌电两方面或多方面测量，不仅从单一运动的角度，更从运动与肌肉发力等多角度进行综合考虑，使研究成果更有价值。多角度分析阶段已不仅仅是再对武术难度动作进行测量分析，将对动作从技术本身从发结合摄像肌电等手段，在运动生理学和运动解剖学等多学科的支持下再对难度动作进行研究，使得研究成果更具说服力。
3.运用表面肌电技术研究武术难度动作
运用表面肌电技术对武术难度动作进行研究，主要是通过使用肌电测试仪对做难度动作的运动员进行肌电测量，获得数据以后在对数据进行处理，其中比较重要的数据指标有积分肌电，它是计量肌肉放电水平的以单位面积放电量为单位，可以初步了解肌肉在做武术难度动作所做的贡献。还有就是放电的时序，即做武术难度动做过程中各个肌肉的放电顺序，我们可以通过这些方面了解各肌肉在做动作中协调工作的情况，从而实现研究目的。在运用表面肌电技术对武术难度动作进行研究中，时程也是非常重要的，它反映了各肌肉放电所持续的时间，使得我们在研究武术难度动作和安排相关肌肉训练上能得到很多借鉴。运用表面肌电技术研究武术难度动作已成为武术套路难度动作研究的新方向。
4.小结
关于运动生物力学在武术套路中难度动作的研究的文章有很多，通过阅读和整理相关资料，可以把这些所研究文章大致分为以下三个方面。
1.对某一难度动作或组合难度动作的运动学分析，即主要运用三维摄像手段进行拍摄，再运用相关运动分析系统对所拍摄图像进行解析。
2.对某一武术套路难度动作的表面肌电分析。
3.运动生物力学在武术中应用的综述类文章。其中由以前两方面的文章居多。如何使用表面肌电去分析和研究武术套路中的难度动作将会成为未来很好的一个研究方向。
【参考文献】
[1]卢德明.运动生物力学测量方法[M].北京：北京体育大学，2003，347
[2]周继群，徐彩桐.武术套路中“旋风脚”动作的运动生物力学分析与训练[J].天津理工学院学报，2002，16：36一37.
【摘要】目的：分析总结在骨科患者翻身护理中应用生物力学的方法及效果。方法：选取骨科120例无法自行翻身患者为研究对象，随机分为两组，对照组给予常规翻身护理，观察组采用生物力学翻身，观察比较两组的一般资料、翻身方法对压疮发生率的影响及患者的满意度情况。结果：观察组和对照组在压疮发生率、患者对护理的满意度调查及难以翻身比例差异有统计学意义（P
【关键词】生物力学；骨科；翻身；护理
骨科患者护理工作中，特别是脊柱及下肢骨折患者的护理，不但影响患者的压疮等并发症的发生，同时翻身技巧不当易导致护理工作吃力、患者疼痛，引发医患纠纷，并严重影响患者对护理工作的满意度[1]。结合生物力学在护理工作中的应用针对骨科患者自主翻身困难患者的护理有着重要的临床价值。本文总结分析了我院近年来在骨科患者翻身护理中应用生物力学的方法及效果，现报道如下。
1 资料和方法
1.1 一般资料：选取我院2008年3月~2010年12月的120例无法自行翻身患者为研究对象，其中男性71人，女性49人，年龄在21~79岁，平均年龄（45.3±7.9）岁。脊柱疾病25人，四肢骨折57例，关节损伤24人，严重软组织损伤10人，多发骨折4人。保守治疗24例，手术治疗96例，住院时间14~59天，平均住院天数（21.2±5.4）天。随机分为两组，观察组和对照组各60例，两组在性别比、年龄、病因、住院时间差异无统计学意义（P>0.05），具有可比性。
1.2生物力学翻身方法：对照组采用传统翻身护理，翻身中如遇困难可与另一名护理人员相协作翻身。观察组给予利用生物力学方法的翻身护理，即翻身前先将病床升到护理人员髋关节的高度，便于操作省力，且避免病床过高导致的双臂上提困难或者过低导致的腰部用力困难，协助病人平卧后，护理人员站立于病人转向侧，将病人远侧腿屈曲置放于近侧的腿上，远侧手臂放于病人胸前，护理人员两脚前后分开站立，并将重心放在前脚上，利用双手分别扶在病人的远侧肩部和髋部，前腿向后腿移，使自身的体重力作用于病人的翻转。患者肩背部及骶尾部、膝下各放一小枕，足跟处也放一小水枕，以增加患者的受压面积，使病人的身体处于平衡稳定状态，不易倾倒，以提高病人的舒适和安全感；翻回正卧位时先将病人近侧腿放平，然后患者近身边手放平，摆正病人头部，护理人员轻轻按动病人髋部和肩部，使头、肩、臀在一直线上。根据患者的病情不同，垫枕的放置也不相同，要结合生物力学维持脊柱生理曲线及关节功能位来指导摆放患者，并在患者康复期给予生物力学的腰肌功能锻炼。对于有压疮倾向患者可给予医用喷气气垫，翻身后迅速给予身下环境清理，保持患者身下干爽。
1.3观察指标：观察两组压疮发生几率，患者自述评判翻身中疼痛情况[2]：无痛：翻身过程中及翻身之后髋部无明显疼痛；疼痛轻微：翻身过程中及翻身之后髋部有轻微疼痛，可忍受；疼痛明显：翻身过程中及翻身之后髋部有明显疼痛，需休息片刻可继续翻身；疼痛剧烈：翻身过程中及翻身之后髋部有剧烈疼痛无法忍受。护理满意度评价：满意：翻身技巧熟练度高，无痛或疼痛轻微，态度良好，维持舒适；基本满意：翻身技巧熟练度较高，疼痛轻微或尚可承受，态度良好，可保持维持状态；翻身技巧熟练度差，有剧烈疼痛，态度尚可或稍差，无法长时间维持。翻身护理困难度：困难：两人或两人以上护理人员协助翻身，翻身中患者疼痛剧烈或明显，需不断休息；吃力：一名护理人员可完成翻身，但翻身中出现患者疼痛明显，需休息后二次翻身；轻松：一名护理人员即可轻松翻身，翻身过程中及翻身之后髋部无痛或疼痛轻微。
1.4统计学方法：数据均用SPSS17.0统计分析软件包进行处理。计量数据以±s表示， 采用t检验，计数数据采用χ2检验。且P
2结果
2.1压疮发生率：观察组住院期间发生压疮0例，对照组住院期间发生压疮6例（10.0%），两组在压疮发生几率差异有统计学意义（χ2=3.984，P
2.2满意度情况：两组患者疼痛情况及护理中翻身难易度情况比较见表1、2，由此可见观察组无痛率较对照组要高（χ2=4.659，P
3 讨论
骨科患者特别是脊柱及下肢骨折患者中长期卧床、难以自行翻身患者较多，传统护理需要护理人员有较强的力量支持或两人配合翻身，不但费时费力，一旦配合不好，则容易导致患者疼痛剧烈，甚至再发生发生骨折、脱位，导致医患纠纷发生。而护理人员多为女性，其体力较难承担传统的硬性翻身护理方法，常须两人配合完成，即便这样依然感觉身心疲劳，这已成为考验骨科护理人员体力与耐心的问题。近些年来对于生物力学应用于护理中的应用情况[3]可以看出，在患者翻身护理中拥有生物力能够有效的减少护理人员的能量消耗，减少体力劳动付出，缓解了骨科护理人员的身心疲惫，提高护理工作的效率[4]。
生物力学中认为机体运动多为骨骼肌牵拉骨骼的杠杆原理，以关节为支点和枢轴[5,6]。骨科护理翻身中应用生物力学原理，既可以节省护理人员的力量输出，又能简单而又便捷的实现无痛翻身，有效地减少了骶尾部的受压，减少了翻身中组织与床面的硬性摩擦，因而压疮发生几率有了明显的降低。同时将病床升至合适位置能够增加护理人员双臂的正常发力，翻身护理仅一人即可完成，大大减少了护理中的人力资源消耗[7]。翻身之后护理人员给予患者身下的污物及潮湿环境快速清除，长时间处于紧张状态的肌肉也得到了休息，患者舒适度明显增高，配合康复期生物力学的功能锻炼，可以有效减少压疮等并发症的发生[8]。
综上所述，本文通过分析总结我院近年来在骨科患者翻身护理中应用生物力学的方法及效果，可以看出，骨科患者中长期卧床，难以自行翻身患者较多，采用生物力学翻身护理不仅能够便于护理人员轻松帮助患者翻身，还能增加患者的舒适度，减少压疮的发生，为骨科护理中值得推广使用的翻身方法。
参考文献
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[8］ 周杰,刘玲,华艳波,等.改变压疮管理模式提高预防压疮护理有效性[J］.中国实用医药,2010,32:273-274.
摘 要 肌肉的主动收缩和舒张控制之下动物会产生各种不同的运动形态，这属于肌肉力矩的主动改变而肢体运动又会反作用于肌肉力矩。在不断的进化中人类逐渐形成自身完善的神经肌肉系统负责自身运动的控制与协调。除了主动的肌肉力矩之外，接触力矩、重力力矩以惯性力矩也会对肢体运动的具体方式和表现产生影响，生物力学是研究人类运动控制机制的基础，因而本文就生物力学在运动控制与协调研究中的作用进行了分析。
关键词 生物力学 运动 控制协调 应用
人体运动需要在多个部分的共同协调配合下完成，而单纯运动学角度只针对物体的运动效果以及其他外作用力的影响进行研究，无法对人体肢体运动控制和协调的具体机制作出判断。生物力学从关节力矩的角度并结合运动动力学方法可以对肢体运动的产生方式和作用机制进行科学合理的分析，推动人体运动控制机制理论研究的发展。
一、生物力学与运动控制的关系分析
肌肉的收缩是人类肢体运动最直接的动力，人体神经系统可以对不同部位的新陈代谢速率和能量释放方式进行调整，从而起到控制骨骼肌腱可控张力的效果，肌腱又将动力传给关节、韧带以及骨骼等，最终实现对各个运动单位的控制。神经肌肉骨骼系统包括肌肉运动单位与神经元之间的突触连接、运动单位叠加与肌腱上的合力、肌肉骨骼系统的整合以及关节力矩整合协作四个层次。人体的骨骼、肌肉结构都十分复杂，因而神经中枢系统很难直接对每个运动单位进行控制，目前猜测中枢神经系统对运动目标协作实现方式或者是关节水平运动方式进行控制，再由该环节传达至各个运动单元。
二、运动控制的生物力学研究技术
（一）生物传感器技术
目前生物传感器技术在科学研究中的应用已经较为广泛，包括力量、肌电图、加速度以及位移传感器等等，这些技术相关专业的教科书以及很多文献中都有涉及到。随着研究的深入和技术的发展三维陀螺仪运动测量技术应运而生，在生物力学测量中可以对物体的运动速度、不同时间点的方位、角度等数据进行测量和记录，因而可以应用于疾病诊断和治疗康复中，该技术在医疗领域的应用也日益广泛。
（二）生物力学建模与仿真
当人体运动时除了肢体的外部状态，肌肉状态、关节连接处软组织的形状等也会发生一定的变化，而对这种形变进行观察和研究的难度较大，因而可以将整个人体作为一个完整的运动系统并以此为基础建立相应的人类肢体运动动力学研究方程，也可以将其称为生物力学模型。研究方向以及研究切入点的不同都会对最终的模型构建产生影响，一般来说任意运动的计算机模拟或者仿真需要应用正向动力学知识和技术，而对肢体运动的外力因素进行测量时则需要应用逆向运动学。
（三）运动学影像技术
影像技术在生物力学研究领域的应用由来已久，随着科技的进步和科研领域投入的提高，更多新型的运动学影像技术开始出现。高速荧光透视技术可以对人体运动状态下的骨骼、关节的情况进行精确的分析，拍摄速度更快且由于无侵入性对人体的伤害也更小。将该技术应用于人体医疗中将大大提高骨科检验的准确性。即时超声波成像技术可以将人体运动状态下的肌肉、肌腱等的形态包括肌纤维排列、肌肉羽状角的情况进行成像。
三、运动控制的生物力学原理
运动控制涉及的生物力学原理较多，本文就其中几个较为重要的原理进行分析阐述。人们在做出某个动作之前，为了提高动作的完成效果，往往会先做一个跟目标动作方向相反的动作，例如扣篮时先将手臂抬高，一方面下扣动作的幅度更大，另一方面肌肉的弹力也会有所增大，下扣的力量随之提高，这就是反向动作最佳起始力原理的典型表现。人体神经肌肉系统功能的完善性，以及个体肌肉力量和爆发力量对于体育竞赛成绩有着重要的影响，在某些体育活动中，人们为了获取运动速度的最大冲量会采取一些助力措施，例如对于跳远运动员来说，他们在进行跳远前都会有助跑，铁饼投掷运动员在投掷铁饼时，也会有身体的旋转运动等等，以上各项体育运动都是通过延长加速度时间和距离来增加力的作用效果，这体现的是运动速度的最大冲量原理。物体之间的碰撞效果一般会受到以下两方面因素的影响，即物体质量和速度这两方面的影响，质量与速度的乘积称之为动量，生物力学中有打击碰撞动量保持原理，该原理在运动控制中的体现有：网球的击球、拳击等等，运动员为了提高碰撞效果在确保撞击速度时还会提高撞击的力度。因此，对于运动员来说，一定要掌握运动控制的生物力学原理，进而将其在际运动中得到充分运用，这对提高运动员成绩来说起着非常重要的作用。
四、结束语
综上所述，生物力学的应用可以在对关节力矩和分量进行分析的基础上研究神经肌肉系统对肌肉收缩力矩的调节模式，主动的肌肉力矩在神经系统的控制之下对运动产生的被动力矩进行对抗，在平衡的状态之下完成肢体运动动作要求，生物力学的应用大大降低了运动控制协调相关问题的理解难度。
参考文献：
【摘要】 目的 探讨腰椎人工髓核植入对邻近节段腰椎稳定性的生物力学影响。方法 新鲜小牛腰椎脊柱标本8具，分别制备成正常组、腰椎髓核摘除组、人工髓核植入组模型，自体对照，分别记录髓核摘除后、人工髓核植入与正常组对腰椎邻近节段的应变及应力改变，以此评估其对腰椎生物力学稳定性的影响。 结果 单纯髓核摘除术后病变节段上方相邻节段椎体的应变明显下降（P＜0.05）；人工髓核植入后其相应部位的应变与正常相比仅有数值上的增加，无统计学意义（P＞0.05）；髓核摘除后上位节段邻椎的椎体、椎间盘的应力均有增加，髓核植入后其应力基本恢复正常。 结论 人工髓核植入能有效维持上位相邻腰椎椎间盘、椎体的正常应力以及应变水平，维持脊柱正常的生物力学，延缓上位邻近椎体、椎间盘的退变。
【关键词】 腰椎 人工髓核 邻椎病 生物力学
【Abstract】 Objective To evaluate the biomechanical changes on the annuli fibrosis and vertibral body of the adjacent segments on the condition of PDN implantation. Methods To measture the variety of stress of 8 model made of fresh cow lumbar spine on three conditions:normal， nucleotomy， PDN implantation. Each group was measured under the loading of states of vertical compression ，flexion ，extention， and lateral bending. Results Afer nucleotomy the stress of the adjacent segments decreased significantly while it increased after implantation of PDN.The pressure of vertebral body and intervertibral disc increased after nucleotomy. Conclusions PDN implantation can correct the biomechanical disorders of spine after nucleotomy and decrease the degeneration of adjacent vertebre.
【Key Words】 Lumbar PDN Fixation of lumbar Biomechanics Faced joints
腰痛是腰脊柱疾患中最普遍的症状之一。而腰椎间盘源性疾病又是腰痛发生的主要原因。因此，临床上常将腰痛综合征与椎间盘病变联系起来加以考虑。以往认为腰椎椎间盘髓核退行性变是腰椎间盘突出症的核心病理基础，腰椎椎间盘向后突出引起坐骨神经痛。但目前也有影像学检查证明无椎间盘突出的腰痛患者，总结为盘源性疼痛。虽然目前大部分学者认为腰椎间盘源性疾病的病因尚未完全明了，但有充分迹象表明，椎间盘在生化方面的改变以及脊柱在力学方面的过载均是不可忽视的因素［1］。近年来，对人工髓核置换术的研究不断深入并逐渐应用于临床，可是对于人工髓核在生物力学方面对脊柱稳定性影响的基础研究甚少，为此作者自2007年5至8月从生物力学角度分析研究人工髓核植入对邻近节段脊柱稳定性的影响，为临床开展此类手术提供基础理论依据。
1 材料和方法
1.1 标本来源与制作
本实验应用标本为新鲜小牛腰椎标本8具。均属随机取样，并排除病理标本，正侧位摄X线片显示正常，取实验样本后先仔细剔除肌肉，保留主要韧带、小关节等结构完整，于自然位用双层塑料袋密封放置于-40°冰柜内保存，测试前逐渐解冻。
标本置于实验平台上，上下用聚甲基丙烯酸甲脂骨水泥固定，以便于加载生理运动，提高测量精度。
标本分组：
将标本分为正常完整标本组（A组），椎间盘髓核摘除组（B组），人工髓核(PDN)植入组（C组），各2具，对照组2具，共计8具标本。
1.2 腰椎生物力学实验模型建立与实施［2］
所有腰椎标本在标本制作、模拟、材料力学性质、几何尺寸、手术制作、载荷等诸方面均保持一致，以提高检测精度。腰椎标本的力学性质预先进行测量，其结果绘制成表。腰椎载荷以分级载荷加载0.100～500N，加载速率1.40mm/min，在准静态下平稳加载，加载方式为轴向压、前屈、后伸、侧屈4种方式，最后进行扭转试验。
腰椎的应变测量以应变式传感器测量，应变范围2500με±2%，灵敏度＜2με，位移测量采用（KG-101型）高精度数字显示光栅位移传感器，精度0.01%。
实验方法：
所有实验按照实验应力分析要求进行精心制作，标本安装于WE-5液压万能材料试验机上，安装所有测力、位移传感器，所有引线接入YT-4数字应变仪上，上端使用加载盘与滚珠对准中心加载，每项试验应予加载，去除脊柱的蠕变、松弛等时间效应影响，然后按4种腰椎生理运动方式等级加载，每次实验30s内采集1次数据，重复加载测量，直至结束。
1.3 统计学处理
腰椎生物力学试验数据先进行误差分析，从而得到一个满意的估值和置位区间，然后以线性回归、方差分析，经最小二乘法处理；使用软件SPSS.10.0按数理统计加以检验，计算相关参数，T检验和精度分析，设置显著性水平P＜0.05。
2 结果
2.1 腰椎人工髓核植入对邻近节段椎体应变的影响
根据所有标本的应变测量，A组、B组、C组对上位腰椎椎体的应变结果，见表1所示。 表1 三组在各种状态下上位腰椎椎间盘和椎体的应变变化情况
结果表明：
腰椎间盘髓核摘除后，对腰椎邻近椎体的活动应变有很大影响，使椎体的应变活动能力下降，支承缓冲能力变差。正常时椎体的平均应变能力为482με，髓核摘除后，椎体下塌仅支撑在椎间盘外层纤维环上，应变能力为153με，下降了68%，统计学显示具有显著性差异（P＜0.05）。此时的支撑，大部分依靠下部结构。
当人工髓核植入后，腰椎椎体才完全恢复原来的支撑功能，此时它的应变为519με，与正常腰椎相比仅相差7%（P＞0.05）。说明它已经恢复至腰椎椎体本来的支撑作用，其植入能达到原有的解剖学力学结构。
2.2 腰椎人工髓核植入对邻近节段椎体应力的影响
人工髓核植入邻近节段是指邻近的椎体以及椎间盘，对椎体本身的应力比椎间盘的应力为大，在承载能力上起着主要的作用。腰椎的椎体承载能力，人体记载的承载重量从上而下不断增加，强度也不断递增的趋势。正常生理载荷＜500N，腰椎椎体的平均应力强度是3.98MPa，如果将髓核摘除后，则它的承载能力转移到椎体后部结构上。纤维环只能承受很小的应力与椎体相平衡，故邻近节段椎体的应力仅为1.26MPa，与正常相比相差达68%，有显著性差异，长期会引起应力集中并加速椎体过度受力而导致退变。
在髓核摘除后植入人工髓核，对邻近节段椎体的纵向应力会恢复到接近正常水平，平均应力为4.09MPa，同正常相比仅有3%的差异（P＞0.05），达到原来的应力水平，说明髓核植入能对邻近节段起到应力补偿作用，是有效的方法。
2.3 腰椎人工髓核植入对邻近节段椎间盘应变的影响
人工髓核植入对邻近上节段椎间盘应变的影响结果见表1，从图表中说明：当正常生理载荷500N作用下，邻近节段的椎间盘的应变为943με，与原来节段的椎间盘的应变991με相比，略为有所下降约5%（P＞0.05）左右，这是正常人椎体，椎间盘越向下节段应变不断减少的规律相一致，说明测试结果符合人体椎骨解剖结构的力学规律性。当椎间盘中髓核摘除后，可看到邻近椎间盘的应变增加，邻近节段椎间盘代偿作用明显，从原943με变为1962με，增加52%，有显著性差异(P＜0.05），应变的增加长期会引起邻近节段椎间盘的退变。当人工髓核植入之后，邻近节段椎间盘的应变会从摘除髓核后得到恢复，达到1014με［（比原来应变下降48%（P＜0.05）］，开始趋向并接近于正常椎间盘的应变943με(P＞0.05），可以说基本上达到了正常椎间盘的应变要求，说明人工髓核植入是有治疗价值的。
2.4 腰椎人工髓核植入对邻近节段椎间盘应力的影响
正常的标本椎间盘的应力平均为1.42MPa，而本身椎间盘的应力1.49MPa，两者基本一致，仅相差5%左右，这是因为随着节段的下移椎间盘的应力不断变化的结果。椎间盘摘除后，对邻近节段椎间盘的应力同样会引起应力集中，平均为2.26MPa，比正常椎间盘的应力增加了37%，有显著性差异（P＜0.05），如果长此以往，长期的应力集中必然会引起邻近节段椎间盘的退变加剧。而在人工髓核植入后，其椎间盘的应力为1.52MPa，与正常相比仅差7%，无显著性差异。
转贴于 3 讨论
从本离体动物标本力学实验引证人体腰椎间盘突出后，椎间盘髓核摘除是现今被采用的手术治疗方法。然而，近来研究表明大约＞50%患者最终将罹患上、下腰椎的诸多并发症。另外，脊柱融合能够有效地治疗椎间盘源性疼痛，但会导致相邻或远处节段生物力学改变，进一步造成腰椎结构改变导致的疼痛。因此根据各种生物力学研究分析，假设如果能有类似椎间盘髓核的假体植入，替代人体椎间盘髓核的作用，将能有效减少由于单纯髓核摘除以及脊柱融合所带来的一系列疼痛等并发症。分析以上结果，从腰椎的生物力学角度来说，人工髓核假体（PDN）植入可减轻退变性节段疼痛的症状，同时又能保留腰椎的运动缓冲功能，且不会加重邻近椎体节段的生物力学负荷，可望替代脊柱融合术来达到治疗下腰痛的目的［3］。
Schelegel［4］认为:脊柱的支撑、运动、保护功能决定了脊柱解剖结构具备足够的稳定性，特别是胸腰段在脊柱中担负着承上启下应力集中的作用。由于胸腰段脊柱的生理和生物学特征，使其成为最易发生损伤以及退行性变的部位。在腰椎间盘突出症患者采取胸腰段内固定术后，下腰痛和脊柱活动范围减小等并发症的报道很多。自1988 年Lee［5］首先报道了一组腰椎融合术的患者，出现了邻近节段的退变症状，其后，陆续有国内外学者报道脊柱融合术可造成邻近节段的退行性变。Kumanlor等［6］也报道:可能因为邻近节段的退变，出现相邻节段的病理变化或不发生椎管狭窄和小关节肥大，甚至椎间盘严重退变导致继发性滑移，而上方邻近节段常比下方更易出现病变，加速退变现象更为严重。由此邻近椎体病变这个概念逐步进入国内专家学者的思考范畴，也越来越被临床骨科医生所关注。
我国脊柱外科近几十年来取得了很大的进展，由最初的单纯髓核摘除术，逐渐根据不同的病情形成了腰椎内固定融合等一系列手术方法。但髓核单纯摘除后脊柱生物力学稳定性的改变导致邻近椎体椎间盘退变的加速以及腰椎内固定融合后发生的腰部疼痛和由此引发的上位脊柱的退变尚未引起足够的重视。国外长期的临床随访证实了这一点［7，8］。而经过大量文献调查，国内关于这方面的临床随访报道较少。为此，有关脊柱内固定对邻近节段的影响、生物力学性质改变以及单纯髓核摘除术对腰椎退变的研究具有重要意义。
以往腰椎间盘突出症手术，常规仅摘除退变髓核，髓核摘除后，纤维环的完整性被破坏，椎间盘内压骤减，导致纤维环张力降低而变得松弛，改变了腰椎节段的承重强度和延展性。作者的实验也证实了这一点，同时由于髓核摘除，椎间高度下降，致使关节突承受非正常的压力，也易导致小关节退变。同时，由于病变椎间盘的摘除，上位相邻椎体、椎间盘的应变与应力也相应发生了改变，最终结果必将由于脊柱生物力学的改变而引起上位椎体退变。
人工髓核植入是一门新构思和新技术，相关实验证实其优点在于保留了椎间盘的功能，恢复了椎间高度，承担椎间负荷，维持椎间盘稳定，同时很好的维持了病变节段脊柱的生物力学稳定性。既往众多生物力学方面的研究也仅体现了脊柱的稳定性等少数几方面［9］，尚未见关于人工髓核植入对上位相邻椎体及椎间盘应变改变方面的研究，而作者的实验恰好补充了这方面的不足。
当然本实验仅从生物力学角度出发评价髓核摘除、椎间融合及人工髓核手术对上位相邻椎体、椎间盘的影响，但未考虑神经肌肉等结构对腰椎稳定的作用，虽然在相等条件下的自体对照从统计学上可忽略这一点。而且，体外模型实验只能评价术后的早期状况，难以评价其长远效果，相对而言，仍存在较大的局限性，需在今后的基础实验与临床随访中不断验证与完善。
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7 Klara PM，Ray CD.Artificial nucleus replacement:clinical exper-ience.Spine， 2002， 27 12 :1374～1377.
【关键词】乒乓球；运动学；发展；高速摄影
一、前言
随着现代科技的发展，运动生物力学研究方法越来越多的应用在了竞技体育上。它研究人体的各类动作技术，帮助建立动作技术的原理及模型，以助于指导教学与训练。而运动学作为运动生物力学的主要组成部分，则广泛的使用在了乒乓球技术动作的研究当中。
二、乒乓球技术动作的运动学研究发展现状
吴焕群（1981）采用比较连续照片的方法，即人手工对连续相片上的关节点进行标记，再将同一关节点的轨迹用曲线描述出来的方法，较详细地对郭跃华的弧圈球技术进行了全面的剖析，虽然运动学的特征量未给出，精确度不高，但这个研究应该是开创了运动生物力学方法在乒乓球运动研究中的先河。
许绍发等[1] （1987）用两台EPL高速摄影机以100格/s同频同步对北京队1名运动员的直拍反面、直拍正面击球的技术动作（关节运动幅度、球拍倾角及最大球速）进行了拍摄，得出直拍反面击球技术的可行性。
这项实验结果为当时极具争议性的话题“是否应该推广直拍反面进攻”做出了明确量化的论证，为“直拍横打”的普及与发展做出了重要贡献。
西安体育学院董树英[2] （1988）等采用加速度传感器、高速摄影的方法，调查了四个省市发球较好的运动员，通过获取高低抛发球的挥拍加速度、挥拍动作各时相的时值，定量比较得出高低抛发球的差异。
这是运动生物力学技术第一次使用在发球动作技术的研究上，为高抛球技术的推广以及数十年的“长春”打下了坚实理论基础。
张辉[3] （1995）采用三维高速录像分析法，第一次对四名优秀直拍快攻运动员的创新技术“直拍反面拉弧圈球”进行了运动学分析。
其中值得注意的是，实验中的4名运动员均为健将级，其动作具有极大的学习价值。但4名运动员在反面拉过程中，各环节（肩、肘、腕、拍）达最大速度的时间顺序却有3种方式，并不符合鞭打动作中关节发力顺序的要求。
柳天扬[4][5] （1995）对刘国梁、孔令辉等正手近台攻打前冲弧圈球技术的运动学特征进行了分析与研究。第一次较完整地阐述了优秀乒乓球选手正手近台攻打前冲弧圈球技术的生物力学特点与规律。结果发现正手近台反冲前冲弧圈球技术相对于纯粹的前冲弧圈球技术本身（从下旋到前冲） 具有绝对的速度优势。
这一测量结果为攻打前冲弧圈球的技术动作进行了理论上的肯定。
陈洁等（2001） [6]对10名体校运动员的直拍四面攻技术的击球速度、旋转、力量作了实验研究，并对其主要技术在比赛中的运用情况进行了统计和分析，以了解直拍四面攻技术的可行性及其特点。研究表明： 直拍四面攻可以用正手正、反面和反手正、反面的四个击球进攻，各个面都具有各自不同的功能和作用，击球速度、旋转、力量以及主要技术在比赛综合运用上没有技术死角。
但不足的是，由于没有相关的动力仪器设备测试，文章中所得正面、反面攻球力量大小是以飞行距离的长短比较进行的。严格来说，只有保证在球出手角度一致的情况下，才能做出准确的判断。
黄诚 [7] （2004）采用MotionAnalysis系统对两名上海体院运动员的直拍横打和横拍反手回击弧圈球两种技术动作进行了拍摄。结果显示：直拍横打和横拍反手位回击弧圈相比，直拍横打技术各阶段的挥拍速率都比横拍的小，远台时比较明显，近台相差不大，直拍横打技术比较适合在近台、时回击弧圈球。但为什么直拍横打速率较小，文章并没有进行深入的研究。
徐大鹏[8] （2005）在其《乒乓球直拍横打四项技术上肢动作原理的运动学比较研究》一文中，通过对六名参加辽宁省冬训的优秀直拍运动员进行的三维摄影解析及其数据分析得出结论：直拍横打技术符合人体关节活动顺序性原理，符合人体鞭打动作的要求。
孟杰[9] （2005）采用三维录像分析方法，比较了在比赛场上两名优秀运动的直拍横打拉弧圈技术与横拍反手弧圈技术的异同，并首次对技术动作的完成质量制定了运动学标准。
肖丹丹[10] （2006）《乒乓球正手快攻、弧圈球技术的生物力学研究及步法垫测试系统的研制与实验》应用瑞典产QUALISYS-MCU500红外远射测试系统（6个镜头）对乒乓球运动员正手快攻、弧圈球技术进行测试。
文章的创新点在于，首次将运动学和动作力学两种研究方法结合，对乒乓球技术动作的运动学特征、动力学特征进行了更加全面的测量。同时，自主研发的步法垫测试系统作为专门针对乒乓球的实验仪器，将乒乓球技术动作的运动学研究发展推进一步。
向祖兵[11] （2009）运用ARIEL/APAS三维图像解析系统对我国优秀乒乓球运动员余世钦、朱文涛的反手台内侧拧技术动作进行了三维立体拍摄和解析获得了技术动作过程相关运动学参数。
台内侧拧作为新出现的技术，自然引起了研究者的注意。这篇文章是首次将侧拧技术的运动学参数测量出来。
徐括[12] （2010）运用红外光点采集系统对王浩、马琳直拍横打中的拉下旋技术动作进行了拍摄和解析。
红外光点采集系统是迄今最先进的人体运动捕获系统，它具有自动识别标志功能，能快速、准确的捕获人体关节点的运动轨迹。
崔先友（2013） [13]运用两台高速摄像机同时对削球运动员正手削弧圈球技术和正手前冲弧圈球技术动作进行录制，采用爱里尔运动图像解析系统进行后期的解析与制作，分析比较发现正手削高吊和前冲弧圈球技术的异同。这篇文章首次涉及了向下挥拍的技术动作。
三、小结
从使用的仪器来看，从最初始的普通照相机，到普通精度的摄影机，再发展到如今的高精度的高速摄像测量系统。测试手段也从二维录像转入三维录像，图像解析手段也由人工逐点逐帧解析的方法发展至更准确快速的图像自动识别（如：红外远射测试系统）。从研究的内容来看，主要集中在当时新出现的技术上，如：直拍横打技术、弧圈技术、侧拧技术等。
新技术的出现带来的往往是新旧观念的冲突，此时迫切需要一个科学可靠的数据来进行可行性论证及优劣性的比较论证。运动学测试方法从定量的角度出发，以数据取代经验，为乒乓球新技术的发展研究做出了重要贡献。
【参考文献】
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[9]孟杰.乒乓球比赛中王皓与唐鹏的正反手弧圈球技术技术动作的生物力学分析[D].北京体育大学，2005.
[10]肖丹丹.乒乓球正手快攻、弧圈球技术的生物力学研究及步法垫测试系统的研制与实验[D].北京体育大学，2006.
关键词：口腔正畸；微植体支抗技术；生物力学
牙颔面畸形作为牙科临床治疗中的一种常见口腔疾病，此疾病发病率高达70%[1]，而双颌前突对患者日常生活更是形成非常严重的影响。随着医疗技术的发展，口腔正畸方法在牙颔面畸形疾病临床治疗中得到广泛的应用，此治疗方法可通过各种矫治器形成的矫治力，对患者颔骨及牙周组织产生相应的作用，同时产生一系列生物力学及生物反应[2]，在最大程度上改善患者组织及器官，重新改建患者牙齿移动及颔骨定向动态，美观性比较良好，确保高效的治疗效果，改善患者预后情况。为了分析口腔正畸微植体支抗技术的生物力学，在2012 年12 月~2013 年12月，本科对收治的双颌前突患者分为两组，分别采取传统治疗方法与微植体支抗技术进行治疗，效果显著，现报道如下。
1资料与方法
1.1一般资料收集2012 年12 月~2013 年12月本科收治的76例双颌前突患者临床资料，根据不同的治疗方法，将患者分为对照组与研究组，每组例数均为38例。研究组中男性患者21例，女患者17例，年龄在16～38岁，平均年龄为(30.34±3.09)岁。对照组中男性患者20例，女患者18例，年龄在19～35岁，平均年龄为(31.33±2.37)岁。
1.2方法对照组采取传统口外弓加强支抗联合横腭杆进行治疗，每侧口外弓牵引力为200g，每日指导患者确保佩戴12h。研究组采取微植体支抗技术进行治疗，在进行微植体种植前，用铜丝将患者需种植微植体牙齿分开，之后对进行种植微植体部位做一标记，并充分检查患者牙根形态、位置及相临牙齿的组织状况；对于需植入种植体且被牙槽黏膜覆盖的部位，做一3～5mm的纵切口同时，在患者膜龈结合部位方向实施微植体植入，使种植角度与骨面保持垂直水平，略微倾斜。在患者手术结束后，服用适量抗生素抗感染。患者采取微植体的长度为9mm、外径为2mm、内径为1.6mm。刃状螺纹圆柱性纯钛螺钉的螺纹顶角为60°、螺距为0.3mm、深度为0.2mm。将微植体植入患者牙槽骨后，保持骨外留有3mm的空隙。医护工作人员可通过种植体尺寸对其建模，合理网格划分模型实施，精度为6。在单元格处理过程中，可采取三椎体十节点建模方法，以确保良好的精度。
1.3观察指标[3]分析记录两组患者治疗后上中切牙倾角差、上中切牙凸距差及磨牙位移情况等，并分析研究组患者生物力学。
1.4统计学处理方法本次研究资料均采用SPSS18.0统计学软件处理，计量资料采用t检验，差异显著性为P＜0.05。
2结果
2.1对比两组患者治疗效果研究组患者上中切牙倾角差、上中切牙凸距差及磨牙位移等指标明显优于对照组,差异显著，具有统计学意义(P
2.2研究组生物力学分析研究组患者微植体的水平载荷力为200g，在90°倾斜角下实施应力及位移。界面颈部作为种植体应力集中的主要位置，可能会在皮质层内出现不同程度的衰减情况。随着不断增加倾斜角，种植体峰值将会逐渐减小，同时，植入角度的变化不会对种植移造成影响，位移非常小。在患者颈部和根尖区出现较大的位移，其中颈部位移变化较根尖区大，并且颈部同根尖区之间的位移呈现相反的方向，呈现出明显的规律性。
3讨论
随着人们对食物精细度的要求提高，口腔疾病保持逐年增长的趋势，对患者的美观性造成严重的影响，在最大程度上降低患者的生活质量。相关文献表明[4]，牙周病、龋齿及牙颔面畸形等疾病发病率高达50%，口腔正畸疾病是指外界理化因子损害患者口腔，随着侵入病原的日趋严重，造成牙颌面发育异常，最终引发全身性疾病。错颌畸形、龋齿、牙周病是口腔三大常见病，错颌畸形疾病严重干扰患者日常生活，主要是患者在儿童生长发育期间，受先天因素或者是后天因素等，导致牙齿、颌骨及颅面出现畸形现象。针对口腔畸形疾病的病理特点，应该为患者提供个体化、针对性的治疗方法，以改善患者临床症状。
传统治疗口腔正畸疾病的支抗预备方法为采用横腭杆、口内组牙、口外弓及舌弓等，这些治疗方法对畸形疾病没有显著效果，不能很好的对患者出现的颔面畸形进行较好的治疗。口腔正畸的治疗在于依据指定的距离及方向进行移动患者错位的牙齿，保持患者支抗牙不动。微植体强支抗的根本前提是保持稳定，其治疗稳定性得到医学界的广泛关注，但是此方法在临床治疗的失败情况仍然存在，因此，为了确保微植体支抗的成功治疗，必须合理选择微植体型号，根据患者实际病情，进行个体化的手术设计，结合三维有限元法进行分析相应的生物力学[5]。在本研究中，微植体的种植角度及正畸力加载作为微植体稳定性主要的影响因素，患者种植体向骨界面传导应力时，患者骨皮质需要承受比较大的应力，骨皮质与种植体之间的接触面积会随着植入角度的减小而不断增大，有利于提高种植体的稳定性。但是，种植体的水平力矩会随着种植体角度的减小而增大，从而增大种植体同骨面之间的承受应力，对种植体的稳定性造成不同程度的影响。
随着医疗技术的不断创新发展，微植体支抗技术的应用越来越广泛，此治疗方法具有明显的简单性、方便性，稳定性等，可有效纠正患者口腔畸形，提高治疗有效率，提高患者生活质量。微植体支抗可在最大程度上使用拔牙间隙内收前牙，从而改善患者面型，可防止患者牙齿移动方向出现相反情况，不断增加支抗，提高治疗效果。通过以上研究表明，给予研究组实施微植体支抗技术进行治疗，患者上中切牙倾角差、上中切牙凸距差及磨牙位移等指标明显优于对照组，差异显著，具有统计学意义(P
综上所述，微植体支抗技术应用于口腔正畸，利于改善患者口腔疾病临床症状，缓解患者痛苦程度，提高治疗效果，改善预后情况，提高患者生命质量等。
参考文献：
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关键词：力学 力学性能 实践 应用
中图分类号：G42 ？ 文献标识码：A？？文章编号：1672-3791（2015）02（b）-0000-00
力学是物理学中最基础最古老的一门学科，它的研究范围包括从一般的物体的机械运动到天体的运动。小到基本粒子的碰撞、衰变、相互作用的轨迹，大到宇宙探测、航天、航空都属于力学的问题。其应用的范围包括最早的土木工程、桥梁道路、水利工程、航海造船、机械冶金方面的应用，到后来的航空航天、防灾减灾、环保能源、生物化工等领域。其应用范围之广，令人吃惊。基于此，本文针对力学性能进行进一步深入的探究，并且介绍了有关力学能力的几个实践应用。
1 力学简介
1.1 力学定义
力学是一门独立性较强的基础学科，其主要研究的便是力和能量以及它们与液体、固体以及气体间的平衡、变形以及运动的关系。力学不仅仅是一门基础性较强的学科，而且其也是一门技术性较强的学科，其包含有很多有关工程技术的理论基础，并且在广泛的实践应用中不断的壮大。力学在军事工程以及土木工程方面都起着举足轻重的作用。目前，工程学领域已经拥有多个分支，而这各个分支当中很多重要的进展都十分依赖于力学有关的运动规律、强度以及刚度等等。力学与工程学之间的结合，促进了整个工程力学的形成与发展，现如今，不仅是历史较为久远的土木工程、水利工程、建筑工程等需要工程力学的贡献，而且核技术工程以及航空航天工程等新兴学科中工程力学也起着至关重要的作用。力学既是基础学科又是技术学科的二重性使得其为沟通人类认识与改造自然方面均做出了重要贡献。
1.2 力学的分类
力学大致可以分为静力学、动力学以及运动学这三部分，其中静力学所研究的是物体所受的力在平衡状态或者是物体在静止状态下的问题；而动力学则讨论的是物体在受力的作用下与物体运动之间的关系；运动学仅仅考虑物体是怎样进行运动的，而对其与所受力之间的关系则不予讨论。
根据研究对象的不同对力学进行分类，则可以分为固体力学、流体力学以及一般力学这三方面，其中流体不仅包括液体，而且还包括气体，通常将固体力学和流体力学统称为连续介质力学，一般采用连续介质的模型进行研究。而一般力学通常指的是以质点、刚体、质点系和刚体系为研究对象的力学，有时还会将抽象力学纳入一般力学的范畴，一般力学不仅要研究离散系统的基本规律，还会研究一些与工程技术相关的新兴学科的理论。固体力学、流体力学以及一般力学这三个力学分支在发展过程当中，会根据对象以及模型的不同出现了不同的研究领域和分支学科。其中材料力学、结构力学、弹塑性力学、断裂力学等均属于固体力学；而水力学、水动力学、气体动力学、空气动力学、渗流力学、多相流体力学等均属于流体力学；而理论力学、分析力学、振动理论、刚体动力学、运动稳定性、陀螺力学等均属于一般力学。而各个学科在交叉融合的过程当中又产生了流变学、气动弹性力学以及粘弹性力学等等。
力学在工程技术方面的实践应用结果形成了工程力学以及应用力学的各个分支，例如岩石力学、土力学、爆炸力学、环境空气动力等等。而力学在于其他基础学科进行结合的同时也产生了一些交叉性的学科分支，例如与天文学相结合而形成的天体力学。
2 力学能力的潜在研发
2.1 材料的力学性能
材料在不同温度、湿度以及介质条件下，在受到扭转、弯曲或者交变应力的作用下，所表现出来的力学性能是不同的。
（1）脆性
脆性指的便是材料在受到外力作用下几乎没有发生塑性变形就遭受断裂破坏的一种特性。材料的脆性与材料的韧性以及塑性是相反的。通常情况下，脆性材料是没有屈服点的，但是其有断裂强度以及极限强度，这两者几乎是一样的，混凝土、铸铁以及陶瓷等均属于脆性材料，脆性材料与其它工程材料相比，其在拉伸方面的性能较为脆弱，脆性材料一般情况下采用压缩试验来进行评定。
（2）塑性
塑性指的是材料在拉力或者冲击力的作用下能稳定地产生的永久变形而不被破坏其完整性能力。材料的塑性变形一般会发生在材料所承受的荷载超过其弹性极限之后，材料发生不可逆的形变。材料发生塑性形变之后，不能恢复到初始状态，在这一情况下，材料会保留一部分或者是全部荷载时的变形。
（3）强度
材料在外荷载的作用下，用以抵抗塑性变形以及断裂的能力。可以根据外力作用的性质进行分类，可以分为抗拉强度、屈服强度、抗压强度以及抗弯强度等等，工程上经常用到的是屈服强度以及抗拉强度，而这两个强度一般可以通过拉伸试验测得。强度是衡量材料承载能力的一个重要指标。
（4）弹性
材料的弹性一般指的是其在外力作用下从而发生的一系列形变，而当外力消除后能够能够恢复到原来的大小以及形状的性质。在一定的限度之外，在外力消除之后材料并不能恢复原来形状，则这一限度称为弹性限度，同一物体的弹性限度是并不是固定不变的，它会随着温度的升高而有所减小。
2.2 力学性能的研究方法
力学研究的方法所遵循的基本法则便是理论联系实际，然后再将其应用于实践，应该根据对自然现象的观察，尤其是对定量观测的结果进行分析，从而总结出一系列经验以及数据，或者是为特定的目的从而设计的一系列科学实验所测定的结果，从而得出量与量之间的定性以及数量的关系。这一过程便是模型建立的过程，质点、质点系、弹性体、刚体以及连续介质等均是不同的力学模型，在建立模型的基础上可以根据已知的一些力学以及物理学的规律，结合合适的数学工具，对其进行理论上的演绎工作，从而得出新的结论。对于所得理论所建立的模型是否合理，则应该进行新一轮的观测，并将其进行工程实践或者进行科学的实验进行论证，对于理论的演绎当中，为了使得理论能够更具概括性以及实用性，经常会采用诸如雷诺数、泊松比等无量纲的参数，而这些参数不仅能够对物理本质进行很好的反应，而且由于其是单纯的数字，所以不会受尺寸、工程性质以及实验装置等的牵制。现代的力学实验设备，通常需要多工种、多学科间的协作，对物体力学能力的应用研究不仅需要更为细致、独立的分工，而且还需要进行更为综合以及全面的协作。
3 力学能力的实践应用
3.1 力-热-电-磁耦合效应
在固体力学当中，经典的连续介质力学将可能会被突破，而一些新的力学模型以及力学体系，将会能够概括某些对宏观力学行为起敏感作用的细观以及微观方面的因素，以及关于这些因素方面的演化，从而使得一些复合材料的韧化、强化以及功能化能够产生量的提升和质的飞跃。固体力学能够将力、热、电以及磁等效应进行融合，目前，机械力与热、电以及磁等效应的相互转化以及控制大都还局限于测量以及控制的元件之上，而这些效应的结合将会带来更大的用途，近年来出现的微电子元器件，已经十分迫切的要求对这类力、热、电的耦合效应做更深入的研究，而以“Mechronics”为代表的微工艺、微控制以呈及微机械等方面的发展，会极大的推动对力、热、电、磁耦合效应的研究。
3.2 航空航天方面的应用
流体力学的发展能够推动航天飞机以及新一代的超声速民航机的成功研制，目前，在对高温空气的有关热动力学进行研究中，必须对原先的热力学平衡的假定进行放弃，而且对超声速流毕节层的控制、降噪以及减阻等也带来了一些列新的问题。在流体力学的指导下，所取得的工程技术成就不胜枚举，最突出的便有人类登月、在月球建立空间站、航天飞机等为代表的航天技术，以速度超过5倍声速的军用飞机、起飞重量超过300t、尺寸达到大半个足球场的民航机为代表的航天技术都是力学能力在航天航空方面的实践应用。
3.3 一般力学
目前，关于一般力学的研究已经开始进入了对生物体运动问题的研究，开始研究了人以及动物的行走以及奔跑当中所产生的一系列力学问题，而且有关这一方面的研究，已经产生了一系列新的结果，对于这一方面的研究，不仅能够对生物的进化方向产生一系列的理性认识，而且也可以为人类进一步提高某些机构以及机械性能方面的要求提供一些理论性的指导。其中在进行一般力学的研究时应该重视对固体的非平衡理论、塑性与强度的统计理论、原子乃至电子层次上子系统的动力理论，为了能够更加深入的进行这些研究，应当充分利用与开发计算机模拟与现代宏观、细观以及微观实验与观测技术。工科中的各项实践也离不开力学，因此，在工科的基础课当中，也开设了不同的力学课程，其中包括理论力学、材料力学、结构力学等等。
3.4 环境力学的兴起
环境力学是将力学以及环境相互结合从而形成的一门新兴交叉学科，主要是对自然环境当中的破坏、变形、迁移以及其所伴随产生的一些列的物理、化学以及生物过程和导致的物质、能量运输、动量对环境的演化规律以及对人类所生存环境所产生的影响进行描述。环境力学的发展不仅能够深化人们对环境问题中的物理过程以及基本规律的认识，而且能够在一定程度上促进环境问题的定量化研究。现阶段对环境力学的研究，不仅要对该学科发展的自身规律以及要求有一定的重视，在此基础上，还应该与国家所需求的和工程实际进行紧密结合，能够将理论研究、规律分析以及防治措施进行有机的结合。而关于中国的环境力学的研究则必须抓住一复杂介质流动和多过程耦合为基础、沿海和西部这两个经济发展地区、水环境、大气环境、灾害与安全，从而对重点发展领域进行确立，促进学科的多方面发展。对于环境力学的研究，能够解决一些实际方面的问题，例如对于西部干旱、半干旱环境治理的动力学问题；重大环境灾害发生的机理以及预报；以水或者是气为载体的物质运输过程等方面的研究。
3.5 生物力学的兴起
目前，生物力学已经有了很大的发展，生命科学以及包括力学在内的基础以及工程科学交叉、融合已经成为了当今生命科学研究的热点，已经为生物力学的发展提供了新的方向。现代分子以及细胞生物学不仅提出了大量的新课题，而且带来了很多新的研究工具，推动了生物力学开始由着宏观向微观深入，而且开始强调了有关宏观和微观方面的融合。现阶段生物力学的发展特点可以归纳为内涵扩大、有机融合、微观深入以及宏观与微观相结合，但是宏观生物力学仍旧为当今主流。有关生物力学的实践应用，更加促进了以解决与应用所相关的工程技术问题为目标的新的生物工程学的发展。在实践应用方面，组织工程、药物设计与输运、血流动力学、骨、肌肉关节力学等已经得到了临床以及工业界的一致认同，已经相继解决了一系列关键技术方面的问题。
4 结论
力学作为基础性与技术性相互结合的一门学科，随着当今社会的快速发展，已经在社会的各个领域当中得到了广泛的应用。随着工程学的越分越细，其各个分支当中的关键性的进展都十分依赖于力学当中有关的运动规律、强度以及刚度等理论知识。因此，我们应该在充分了解有关力学的定义以及分类的基础上，对物体的力学性能进行深入的探究，充分了解其力学性能，并且能够将其利用于社会的各个领域，而有关环境力学以及生物力学等新兴学科的研究与应用，也是力学以后研究的重要方向。
参考文献：
[1]郑哲敏，钱学森的技术科学思想与力学所的建设和发展[J]，力学进展，2006（l）：8――11.
[2]李中华，刘本芹，宣国祥，南水北调输水对航道水流条件的影响计算分析报告，南京水利科学研究院，2003.
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