生物力學(xué)(biomechanics)簡(jiǎn)介-成功大學(xué)myweb個(gè)

1、生物力學(xué)(Biomechanics)簡(jiǎn)介,朱銘祥教授國(guó)立成功大學(xué)機(jī)械系,生物力學(xué),泛指研究生物體的力學(xué)現(xiàn)象,包括生物的肢體運(yùn)動(dòng),神經(jīng)肌肉控制,生物體內(nèi)的血液循環(huán),呼吸,骨骼力學(xué),肌肉力學(xué), 器官力學(xué)現(xiàn)象等°生物力學(xué)的發(fā)展非常早, 近年隨著力學(xué)理論及實(shí)驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展, 生物力學(xué)研究由人體體外往體內(nèi),由生物體往器官,組織,至細(xì)胞發(fā)展°例如組織力學(xué)(tissue mechanics)細(xì)胞力學(xué)(cell mechanics)

2、.,1.力學(xué)發(fā)展史,William Harvey 1615 血液循環(huán)Marcello Malpigi 1661 微血管Galileo Galilei 1564-1642 單擺與心跳、溫度計(jì)Rene Descartes 1662，1664 機(jī)械模型研究生理學(xué)Giovanni A Borelli 1689 肌肉運(yùn)動(dòng)及人體運(yùn)動(dòng)、鳥類飛行、魚類游行Robert Boyle 1627-1691 肺、魚鰓功能Robert Hook 1

3、664 細(xì)胞（cell）Leonhard Euler 1775 動(dòng)脈中波動(dòng),1. 力學(xué)發(fā)展史,Thomas Young 1773-1829 楊氏彈性係數(shù)、眼球焦距、人類彩色視覺Jean Poiseuille 1799-1829 水銀壓力計(jì)、血壓、黏流定律 (Poiseuille’s Law)Hermann Von Helmholtz 1821-1894 生物工程之父、能量守恆律、眼睛對(duì)焦機(jī)轉(zhuǎn)、聽覺、共振器、神經(jīng)波速（30m/s）

4、D.J..Korteweg&H. Lamb 1898 血管內(nèi)波動(dòng)B..Van der Pole 1929 心臟之非線性振盪模式,1-2 生理學(xué),Marcello Malpighi 1628-1694 肺循環(huán)Stephen Hales 1677-1761 量動(dòng)脈壓力、周邊血管阻抗Otto Frank 1865-1944 血液循環(huán)之流體動(dòng)力學(xué)、膜間之質(zhì)量傳輸、人體水平衡August Krogh 1874-1949 微循

5、環(huán)力學(xué)（諾貝爾獎(jiǎng)）A.V. Hill 1886-1977 肌肉力學(xué)（諾貝爾獎(jiǎng)）,2. 生物力學(xué)範(fàn)疇,2-1 心肺系統(tǒng)臨床問(wèn)題a. 人工心瓣b. 心臟輔助系統(tǒng)c. 體外循環(huán)、心肺機(jī)、血液透析機(jī) d. 換心e. 外傷、肺水腫、肺壞死f. 動(dòng)脈內(nèi)血液分析g. 超音波應(yīng)用,2-2 量化生理學(xué),a. 生理系統(tǒng)分析 b. 生物組織流變學(xué)（Rheology）：血液、肌肉、骨、連結(jié)組織、植入學(xué)c. 血管及膜間之流動(dòng)分

6、析d. 擴(kuò)散分析e. 介面、肺泡、血凝分析f. 微循環(huán),2-3 應(yīng)用,a. 外科：外傷生物力學(xué)、傷口復(fù)原分析b. 植入學(xué)：義肢材料、生物相容性c. 骨科、牙科：骨及韌帶之力學(xué)、關(guān)節(jié)磨潤(rùn)、人工關(guān)節(jié)、骨科植入物d. 人造義肢：人工義肢設(shè)計(jì)e. 人造器官：腎植入、人工腎臟、人工心臟f. 輪椅及病床：癱瘓病人用輪椅,2-3 應(yīng)用,g. 職業(yè)安全與衛(wèi)生：肺之生物力學(xué)、黑肺病診斷、運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)h. 高速公路安全：頭傷研究、安全帶氣

7、囊、撞擊分析、汽車設(shè)計(jì)i. 飛行安全：人體振動(dòng)及撞擊分析,3. 研究方法,(1. 形態(tài)學(xué)(morphology)、解剖學(xué)(anatomy)、組織學(xué)(histology)、結(jié)構(gòu)(structure)(2. 材料及組織之機(jī)械特性(3. 基本物理原理 守恆定律 材料之構(gòu)成方程（constitutive equation） 控制方程（governing equation）(4. 環(huán)境與邊界條件（boundary