运动生物力学的概念范文

时间:2023-11-17 17:45:53

导语:如何才能写好一篇运动生物力学的概念,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。

运动生物力学的概念

篇1

关键词:运动生物力学理论 学校体操教学 学生能力 教学质量

运动生物力学是研究体育运动技术力学规律的科学,它通过对学校体操各单项运动技术的生物力学分析,提出必要的理论数据,建立标准运动技术的模式,使教练员和运动员明确什么样的动作是正确的运动技术,什么样的动作是错误的运动技术。教练员明确了运动技术的原理,便可通过一定的手段对运动员进行技术诊断,找出技术改进措施,寻求最佳运动技术,以提高训练的科学性。体操技术动作常常是在反正常姿态下完成的,有较强的时空感,完成动作的时间短,学生学习有一定的难度。对体操动作进行正确的技术分析,能帮助教师更深入地理解教材,合理地安排教材内容和运用教学方法,帮助学生正确地理解动作,建立准确的动作概念,加速动作技能的形成,提高学生分析和解决问题的能力,为今后从事教学工作打下良好的基础。

根据运动学和动力学特征将体操动作分门别类,使教学安排科学化。人认知的迁移规律表明,学习者对一些新运动技能的掌握往往受到早先形成的运动技术定势的影响。这种影响表现为正、负两方面,正迁移能促进新技能的形成和发展,而负迁移干扰新技能的形成和发展。体操教师只有对技术动作力学分析,并归纳出各项体操动作力学特征的相同点和不同处,才能在教学中正确地运用迁移规律。笔者在体操教学中依据动作的力学特征,把教材分成几个板块进行教学。例如,技巧中的前滚翻、鱼跃前滚翻,纵箱中的前滚翻,双杠中的分腿坐前滚翻成分腿坐等等,均属前滚翻类动作,作为一个动作板块;双杠中的挂臂撑屈伸上和杠端跳起经屈体悬垂摆动屈伸上,单杠中的经直角悬垂摆动屈伸上,动作特征相同,也归为一个动作板块,等等。这样,按动作板块安排教学,教师运用同结构教学法,能起到学生学一个会一串的作用,学生会产生学了前一个动作对后一个动作有跃跃一试的念头和欲望,达到提高学生学习体操动作的兴趣和主动性。同时,由于动作结构相同,学生也容易建立动作的时空感,掌握正确的用力时机,大大地缩短了学习动作的时间。总之,对体操技术动作进行生物力学分析,掌握其力学特征,都可为体操教师选择教学方法、合理地安排教学内容提供科学的依据,有利于学生理解并掌握技术动作。

体操教师运用生物力学原理分析体操技术动作,能帮助学生区分正确动作与错误动作,明确动作完成程序,使动作规范化。在体操教学中,笔者常常发现学生自认为已掌握了动作,其实所完成的动作是错误的或已改变了动作性质。及时帮助学生分析错误动作的根源并纠正错误是掌握正确技术动作的关键。教师运用运动生物力学分析正确动作和错误动作的区别所在,能强化学生对正确动作的理解,明白动作为什么要这样做,从而及时纠正自己错误动作。例如,技巧项目的头手翻动作,人体重心位置的控制是决定该动作能否顺利完成和动作质量高低的关键所在。不少学生往往对此技术关键没引起充分的认识,因而练习过程不是重心没有移出便开始伸髋,就是重心前移过多而完成不了动作。教师对人体重心未移出、移出适中和移出过多等3种情况所产生的运动力学结果进行分析,学生明白了道理,练习中就会有意识地控制自身重心位置。同时根据自己完成的情况,判断自己错误动作所在,从而有效地纠正错误,建立正确的动作概念,并达到规范化。

提高学生保护与帮助的能力。教师对体操技术动作的生物力学分析,向学生讲明动作动力学和运动学特征,学生领会了该动作的力学原理,对动作有了正确的认识,在此基础上,再指导互相保护与帮助的方法,学生便很容易接受,就能对动作不同类型采用不同的方法,在最需要助力或阻力时给予施力;动作在何处最容易出危险,应站在何处进行保护与帮助。这样,通过一定时间的练习,学生就能较熟练地掌握保护与帮助的方法,从而有效地提高学生保护与帮助的能力;提高学生分析和解决问题的能力。教师在指导分析技术动作的基础上,选择一些较简单的动作让学生独立思考分析,掌握运用生物力学原理分析动作的方法,既学会了动作,又掌握了技术动作方法,从而达到提高分析问题、解决问题的能力。

总之,体操技术教学广泛地运用生物力学原理对技术动作进行分析,能加速学生对技术动作的理解,加速技术动作的完成,提高学生的能力,使教学科学化。

参考文献

[1]运动生物力学编写组.运动生物学[M].人民体育出版社,1979.

[2]运动生物力学.高等教育出版社,2000.

[3]体操编写组.体操 [M].人民体育出版社,2001.

篇2

1. 内蒙古医科大学,内蒙古呼和浩特 010110;2.内蒙古医科大学第二附属医院脊柱外科,内蒙古呼和浩特 010059

[摘要] 三维有限元分析法是研究脊柱生物力学的重要手段之一。随着三维有限元分析软件技术的日趋成熟和对脊柱生物力学的认识不断加深,为相关学者对治疗脊柱相关疾病过程中的应力分析影响研究提供了有利条件,并日益受到医学界的重视。本文从有限元法概念及原理、构建脊柱有限元模型的作用、有限元在脊柱畸形研究中的应用及其医学应用前景等方面综述了近年来的一些研究进展。

[关键词] 有限元法;生物力学;脊柱

[中图分类号] R682.3 [文献标识码] A [文章编号] 1673-7210(2014)03(a)-0166-03

Finite element analysis of progress in application of ankylosing spondylitis kyphosis deformity

ZHU Lei1 HUO Hongjun2

1.Inner Mongolia Medical University, Inner Mongolia Autonomous Region, Hohhot 010110, China; 2.Department of Spinal Surgery, the Second Affiliated Hospital of Inner Mongolia Medical University, Inner Mongolia Autonomous Region, Huhhot 010059, China

[Abstract] The three-dimensional finite element method is one of the most important methods in the study of spine biomechanics. With the maturing application of the three-dimensional finite element analysis software and further studies on spine biomechanics, it is creating favorable conditions for scholars on stress analysis influence research in spine-related disease treatment, and it is increasingly regarded in medical field. This article shows the concept and principle of finite element method, function of construction of spinal finite element model, application of finite element method in spine deformity, potential medical applications and so on.

[Key words] Finite element method; Biomechanics; Spine

强直性脊柱炎后凸畸形是强直性脊柱炎并发脊柱畸形的晚期的常见表现,其在生活中主要表现在是使患者难以保持人体的重心,两眼看地,难以向前平视,给站立和行走造成了很大功能障碍,使患者的生活质量严重下降,而治疗这类患者的有效手段就是截骨矫形术[1]。有限元法的基本方法是把独立的集合体离散化,简单的说,就是把一个由无限个单元组成的连续体进行划分,使其成为有限的具有力学特性的简单单元,用简化后的已知单元来近似原有的连续体,然后进行解析。其过程有三个基本阶段:有限元模型的建立(即前处理)、有限元解算、结果处理和评定(即后处理)[2]。通过有这种方法能够进行数字重建并在该基础上进行手术过程的模拟,使术者对整个手术过程有更加全面的了解,对术可能出现的问题及应注意的事项作全面的分析,对手术的方案具有指导意义[3]。

1 有限元法概念及原理

建立一个等价的模型使其替换原有的真实结构,此模型是由无数个分散的单元(即有限元素)组成的连续体,且其中这些单元易用数学语言表达,按照一定规律保证其连续性,将它们还原成可以用线性代数描述的真实的连续结构,通过运算可以解析出所需物理量的方法即有限元法,又称为有限元素法(finite element method,FEM)。将单独的弹性体进行离散化,使其成为由有限个单元所构成的连续体,而连续合体内的各个单元只能够在有限个节点上进行交接,其中全部的节点仅具有有限个自由度,在此条件下进行解析成为可能,这就是有限元分析的方法。将微分方程的持续形式转换成数学方程组,是其在数学意义上的表达。而有限元法亦是凭借位移法的思考方式,以能量转换的原理为基础,利用矩阵代数形式进行表达的一种数值方法。有限元法对处理各种纷乱的边界条件和繁琐的几何形状非常有效,且可以有效的解决各类杂乱的材料及其属性。而如果利用计算机软件来模拟人体体内的一些情况,可以通过控制一些实验室的条件,例如有限单元、自由度等来完成。这种方法在骨科生物力学中开始逐渐应用起源于20世纪70年代,而直到20世纪90年代,随着电脑技术的不断发展升级,计算机图像处理技术和电脑软件的联系逐渐加深,从而才出现的数字医学有限元分析(DM-FEM)技术。现在有限元分析早已成为探索骨科生物力学秘密的常用方法了[4-5]。现行有限元分析的软件种类十分繁多,且基本上都是国际通用的,他们在汽车制造、模具的研发、医学等领域的有十分广泛的应用。ANSYS、MARCABAQUS、ABAQUS等各个有限元软件利弊,但它们的运算方法大多类似,基本一致。如今有限元分析早已成为独立的研究骨科生物力学的手段,且早已不是最初以观察和验证某些实验的结果为目的而应用的了。

2 有限元模型在骨科应用中的优劣分析

2.1 有限元模型的优势

首先通过有限元模型可以模拟许多实体的变化,例如强直性脊柱炎后凸畸形矫形术前与术后的对比,脊柱截骨术前后脊柱形状的改变等;其次是在生物力学方面的研究,例如椎骨与椎间盘之间的生物力学变化,对它们内在的张力和应力进行有限元分析,对于寻找出骨适应性变化的原因有重大帮助,并且这对进行实体模型的负载应力实验研究亦有重要意义,而在其他实验中无法做到这些;然后通过有限元模型可以对脊柱器械元件长短、厚度的设计、材料的选用进行分析,在新的脊柱器械仍在研发阶段时对其进行评估;再次有限元模型能对损伤及退变、结核等多种病变进行模拟;最后该模型可以模拟肌肉对脊柱力学的影响。所以这种方法在进行脊柱运动学、脊柱动力学和脊椎及椎间盘内部的生物力学变化等各种研究方面拥有很大优势。

2.2 有限元模型的局限性主要存在两个方面

第一方面,该模型的建立过分依赖标本的实验研究:首先,要建立有限元模型,需要与实验模型进行对比,而实验模型往往是从已经做过的或者文献中搜寻到的较为合适的,将两者的结果进行对比,它们的吻合度高表示该模型的有效性好,这是验证有限元模型的有效性的方法。但是建立的数学模型能够很好的表达实验结果,可当其单独的进行预测的时候,其作用有限;其次,有限元模型建立的完全取决于模型的构成,能否取得合理的数据,直接影响着模型建立的结果。而有限元模型的本身并不能直接得到数据,它取得数据的最主要渠道就是从实体标本模型中获得,例如各种骨和软组织的材料的特征数据,然而这些数据并不是完全正确的,这其中包含了许多原有的错误,且这些数据并不是都适用于数学模型,更重要的有些数据甚至根本无法取得,这是有限元模型不能够理想建立的重要原因。第二方面,有限元模型存在太多的简化和假设:首先,与实体的标本和活体的实验进行比较,数字模型的建立是由对其进行实验的人员进行自由地对其进行各种假想,选用不同的材料及属性,对实验进行相对理想的简化,更重要的是对各种繁杂成分的材料的生物力学特性作理想化的简化假设,这样能够使得模型的有效性更为重要也更加难以实现。其次,椎体的完整形态与其相邻的椎体的位置关系对预测脊柱椎体间的生物力学关系有很重大的意义,但这些数据都是在CT断层片中获取的,或是从实体标本中取得的相近值。要建立脊柱有限元模型中脊椎的几何形态,首先应将其进行简化,以相对简单的构件来进行相对真实的几何形状模拟,用这样的方式建立的几何形态并不准确。

3 有限元法在脊柱畸形研究中的应用

有限元模型的离散化是指将一个由无限个单元所组成的集合体划分成有限个的有力学特性的已知的简单单元,这是其基本原理,这也是一种全新的生物力学测试方法。利用此方法的有限元模型能够与先前的实体进行替换,按照先前实体的材料及其应该的加载的力学状态,按照其所需要的类型进行挑选,在各个单元之间通过节点进行相连,使力在节点之间传递。而用单元节点量通过选定的函数关系插值可以求得单元内部的待求量[6]。

为了对脊柱侧凸、后凸畸形矫形手术中,椎体在术前与术后中的的改变进行比较,应用数字成像技术,在脊柱畸形矫形手术中,定量分析矫形定位的椎体并对其旋转和形矫形进行量化对比,Dumas等[7]运用此方法来评估脊柱侧凸、后凸畸形的程度及观察手术效果,所以掌握脊柱相关病变的病理性变化对于确诊和制定手术方案具有重要的意义。

晚期强直性脊柱炎后凸畸形必须进行脊柱截骨矫形手术,这是治疗这类疾病的有效手段。生物力学(Biomechanics)是一种将力学原理应用在生物体生命活动规律的一门学科,它把各个单一的学科整合在一起,使其相互叠加、共同作用形成了一门的新的将力学应用于生物学的新学科[8-10]。由于不同类型柔韧性评估方法根据其力学原理的异同,在各类脊柱侧凸中,采用相同的力学加载,所得到的结果必然不同。这为在不同力学加载产生的脊柱侧凸的形状进行的柔韧性评估方法的问题探索给出了重要的根据[11]。利用生物力学的有限元方法,可以针对具体病例、具体矫形器械和矫形策略进行模拟,预测术后矫形结果,分析术中参数选择对结果的影响权重,进而指导手术规划。Lafage等[12]为了对CD系统的矫形策略进行探讨,建立了以具体病例为依据的梁单元模型,这不仅仅让人们对胸腰椎侧凸矫形的上下端椎位置改变对术后矫形结果的原因有了深入的了解,更重要的是其引入了侧凸脊柱的刚度变化这一重要概念。Rolmann等[13]在ABAQUS软件中建立了简化的胸腰椎侧凸有限元模型,以加载方式为变量,初步讨论了前路VDS系统的矫形策略。为了对支具、器械与生长调制等进行实验研究,是Aubin等[14]利用从CT断层片中取得的数据,建立起了人体胸腔和脊柱的数字模型,与实体标本中取得的数据进行比较,有较高的吻合度,从而建立起了相对完整的数字模型,并以该模型为基础模拟出相应的各种用具。而通过器械治疗胸腰椎侧凸过程,是Poulin等[15]用ADAMS软件模拟出的。模拟手术的重要目的之一是分析脊椎的安全性,Lafage等[12]依照真实的病例重建了数字模型,希望能表达出椎间软组织的弹性变形,为此还引入侧凸脊柱的刚度变化,但却将脊柱的骨性结构作为刚体来相近处理,所以根本不可能取得与脊柱生物力学相符的力学变化,这明显不能够实现。Rohlmann等[16]利用数字模型比较了前、后路内固定器械的稳定性差别,并建立了颇具代表性的腰椎模型。这些工作都还处于初级阶段,但是已经展示了有限元方法在手术规划领域的广阔应用前景。

4 三维有限元的应用前景

利用生物力学的有限元方法,可以针对具体病例、具体矫形器械和矫形策略进行模拟,预测术后矫形结果,分析术中参数选择对结果的影响权重,进而指导手术规划。有限元分析的结果取决于不同因素对其产生的影响,其中包括模型的建立,不同模型间形状和材料属性的异同,还有对其负荷加载的差异等等,但这种分析研究的方法对在脊柱生物力学方向上有着极其广泛而又深入的探索。

Rohlmann等[17]在ABAQUS软件中建立了简化的胸腰椎侧凸有限元模型,以加载方式为变量,初步讨论了前路VDS系统的矫形策略。脊柱力学特性研究的较为常用的方法是有限元法,从基本原理的角度看,其能够应用于任何的复杂结构,可在脊柱的力学特性方面,还有许多尚无法解释的难点,例如颈椎有限元模型的建立,就仍需要继续去验证。所以要用数字模型来模拟近乎真实的人体,还有很长的路要走。近年来由于计算机科技水平的持续提高,且对探索脊柱组织力学特性的需要逐渐深入,数字模型的建立将可以逐渐真实的对脊柱在各种状态下的生物力学变化进行模拟,这对临床病例上遇到的常见难题会有更加透彻的了解,从而可以给医生在生物力学方面提供更好的参考。有限元方法是脊柱生物力学研究的有效方法,由于电子科技水平的持续性提高,且在生物力学领域的的探索的逐渐深入,这不仅使有限元软件的技术水平得到了提高,还将对脊柱生物力学的探索引向更深入的层次。

[参考文献]

[1] 宋若先,张永刚.强直性脊柱炎后凸畸形矫形修复中截骨方法的进展[J].中国组织工程研究,2012,21(17):586-587.

[2] 古成中,吴新跃.有限元网格划分及发展趋势[J].计算机科学与探索,2008,2(3):248-259.

[3] 李景欣,瞿东滨,王博亮,等.计算机辅助设计在强直性脊柱炎后凸畸形矫形手术中的应用[J].中国临床解剖学杂,2008,26(6):619-623.

[4] 傅征,梁铭会.数字医学概论[M].北京:人民卫生出版社,2009:72-73.

[5] 裴国献,张元智.数字骨科学[M].北京:人民卫生出版社,2009:504-505.

[6] 倪伟峰,徐建广.有限元法在脊柱结构和腰椎融合生物力学评价中的应用[J].中国组织工程研究与临床康复,2008,12(30):5949-5952.

[7] Dumas R,Steib J P,Mitton D,et al. Three-dimensional quantitative segmental analysis of scoliosis corrected by the in situ contouring technique [J]. Spine (Phila Pa 1976),2003,28(11):1158-1162.

[8] Kupczik K. Virtual biomechanics:basic concepts and technical aspects of finite element analysis in vertebrate morphology [J]. J Anthropol Sci,2008.86:193-198.

[9] Ross CE. Finite element analysis in vertebrate biomechanics [J]. Anat Rec A Discov Mol Cell Evol Biol.2005,283(2):253-258.

[10] Hu Y,Zhao HY,Xu RM. Biomechanical application of finite element method in upper cervical spine [J]. Zhongguo Gu Shang,2012, 25(3):262-266.

[11] Little JP,Adam CJ. The effect of soft tissue properties on spinal flexibility in scoliosis:biomechanical simulation of fulcrum bending [J].Spine(Phila Pa 1976),2009,34(2):E76-82.

[12] Lafage V,Dubousset J,Lavaste F,et al. 3D finite element simulation of Cotrel-Dubousset correction [J]. Computer Aided Surg,2004,9(1-2):17-25.

[13] Rohlmann A,Richter M,Zander L et al. Effect of different surgical strategies on screw forces after correction of scoliosis with a VDS implant [J]. Eur Spine J,2006,15(4):457-464.

[14] Aubin CE,Petit Y,Stokes IA,et al.Biomechanical modeling of posterior instrumentation of the scoliotic spine [J]. Comput Methods Biomech Biomed Engin,2003,6(1):27-32.

[15] Poulin F,Aubin CE,Stokes IA,et al. Biomechanical modeling of instrumentation for the scoliotic spine using flexible elements: a feasibility study [J]. Ann Chir,1998,52(8):761-767.

[16] Rohlmann A,Zander T,Bergmann G. Comparison of the biomechanical effects of posterior and anterior spine-stabilizing implants [J]. Eur Spine J,2005,14(5):445-453.

篇3

【关键词】力量素质 力量训练 实际训练中 方法及运用

一、力量的概念

力量素质是指人体神经肌肉系统在工作时克服或对抗阻力的能力,是肌肉紧张或收缩时表现出来的一种能力。随着体育运动科学的不断发展进步,人们愈发认识到改善神经---肌肉系统的功能,增强肌肉收缩时产生的力量是提高运动成绩最直接和有效的途径,因此,几乎所有的竞技体育项目,无论是以力量为依托的体能类项目,还是以技术和灵巧为主的非体能类项目,以及那些以技、战术配合为特点的集体项目的教练员,均加大了对力量训练的重视程度。

二、力量素质的分类

力量素质的分类,根据不同的角度与标准,可以分为多种类型。依力量素质与运动专项的关系,力量素质可分为一般力量与专项力量。依据力量素质与运动员体重,可分为绝对力量和相对力量,依据完成不同体育活动所需力量素质的不同特点,可分为最大力量、快速力量和力量耐力等。

三、力量训练的方法

力量训练的方法,就是指为了提高肌肉工作的能力,而对人体的运动系统所实施的一系列的专门性生物改造的方法和手段。从众多的研究中来看,在力量训练方法的概念上是基本趋于一致的。

1.静力性力量练习方法。当身体在固定情况下,许多肌肉在一定时间内,为了试图克服相当大的阻力,表现出高度的肌紧张,而在用力过程中,肌纤维没有缩短,肌肉在这种情况下进行收缩,称之为等长收缩、也称“静力性工作”,采用这种方法来发展肌肉力量,即成为静力性训练法。

2.动力性力量练习方法。所谓动力性力量训练方法,就是指在力量训练时,肌肉经常改变拉力的强度和方向,同时改变着骨杠杆的位置,从而完成机械动作。在动力性的力量过程中,肌肉的长度因其收缩而发生变化,当肌肉克服阻力时,身体朝肌肉收缩的方向移动,肌肉做向心收缩运动。动力性力量训练方法能有效地发展动力性的力量。能更好的发展神经、肌肉间的协调关系。可以有效的改变原动肌、协同肌和对抗肌之间的协调性。同时这种训练方法有利于提高肌肉的收缩速度,训练中能使训练部位的肌肉工作达到最大幅度。动力性训练方法最突出的一个优点是可根据不同专项的需要,采用不同结构的负荷去发展不同性质的力量,更利于对力量训练的专项化控制。

四、力量训练的注意事项

力量素质训练不仅应该注意运动训练学中一般的训练原则,也应格外注意力量训练中,运动生理学,运动生物力学等相关的科学原则。注意大小肌群的协调发展,主动肌与被动肌的协调发展等。

1.注意针对项目需求。要注意发展对本项目最有影响的肌群力量,这要求对具体得项目和动作进行分析,即项目需要什么样的力量,就着重发展什么样的力量。专项力量练习时,原动肌的定点和动点只有与专项一致,训练获得的力量在专项动作中才能发挥效力。

2.注意针对个体需求。要注意根据每个运动员的特点,有针对性地发展其弱肌群,即对于这个项目而言,该运动员缺少哪个肌群的力量,就注意发展什么肌群的力量;缺少什么类型的力量,就注意发展什么类型的力量。

3.教练员应对本项目进行认真的分析,即注意分析哪些动作动员哪些肌群,以及这些肌群的发力特点、发力方向、动作类型等,然后在实际进行力量练习时,注意按照这些特点进行训练。同时,直接完成运动的肌肉群协调发展,肌肉发力的条件要一致。

4.注意一般力量与专项力量的衔接。专项力量训练不能“单打一”的训练。还要注意薄弱的肌肉群力量的发展,应在一般力量训练的基础上协调发展专项所需力量,避免造成局部运动量过大,引起肌肉损伤。

5.注意循序渐进,力量的发展是一个长期、缓慢的过程,千万不可急于求成。按照力量发展的规律,缓慢增长的力量,将来到达的最大力量水平较高,而且保持的时间也较长。

6.注意处理好负荷与恢复的关系。在一个训练阶段中,负荷安排应大中小结合。在每组重复练习中,注意组间的休息。力量训练后,要特别注意使肌肉放松。

五、结论与建议

结论:竞技体育的目标是提高运动员的竞技能力,获取比赛优胜,提高运动员的力量素质,可以有效地提升运动员竞技能力,提高竞技水平,获得比赛优胜。因此,力量训练是实现竞技目标必要而高效的途径。进行科学的力量训练,要充分了解运动训练学、运动生理学和运动生物力学的相关科学知识,采用与本专项需求相符合的训练方法。力量训练的方法是实现力量训练目标的载体,围绕“专项力量”的力量训练核心,贯彻运动训练学的基本原则,采用科学合理的负荷和方式,提升运动员力量素质水平,进而配合技术、战术和其他体能因素,提高整体的竞技水平,创造更加优异的比赛运动成绩。

建议:科学的力量训练,应遵循运动训练学的一般原则,符合人体生理学和生物力学的构造原理。紧密结合专项特点,采用科学和适宜的训练方法,采用合理的负荷强度,循序渐进,提升运动员的力量素质能力。

参考文献:

[1]陈小平,黎涌明.核心稳定力量的训练[J].体育科学,

2007,(9):99.

[2]于红妍,李敬勇,张春合,等.运动员体能训练的新思路-

核心稳定性训练[J].天津体育学院学报,2008,(2):

128-130.

篇4

1 颞下颌关节(TMJ) 方面的研究

从有限元分析方法被列入口腔修复领域以来, 国外学者在尸体上建立了TMJ 的三维有限元模型, 并进行相应的应力分析, TMJ 三维影像重建技术应用于临床。国内学者利用TMJ螺旋CT、三维影像重建技术与三维有限元分析相结合方法, 率先在活体基础上建立了正常及病损的TMJ 的三维有限元模型,从而开展了下颌关节在各种情况下的生物力学行为分析和研究。

在髁突不同类型骨折后骨密度及力学性能变化、咀嚼肌酶组织化学特征变化的研究方面, 姚军等得出以下结论: ①两种髁突骨折(横、纵折) 中, 纵折引起髁突骨密度及生物力学性能下降明显; ②两种骨折类型对咀嚼肌酶组织化学变化无明显变化。此类研究对颞下颌关节紊乱综合征(TMJDS) 的病因及诊断有重要价值。

冯海兰等对下颌侧方运动轨迹的研究提出新的理论, 认为以往采用的切点运动轨迹, 尚不足以反映下颌整体侧移情况, 不能完全作为评价髁突运动状态的方法。叶少波等的K52R 型下颌运动轨迹仪的联机和软件开发, 其功能和数据处理能力达国际先进水平, 具有较强的可维护性。

2 固定修复

目前, 国内口腔修复领域里固定修复比例在迅速增加, 能集中反映目前学术水平的主要有以下几点:

2.1 桩-核-冠系列修复残根、残冠是近年来采用的一种修复手段。通过对桩、核的长短、形状、直径的变化对应力分布的影响, 以及桩核冠系列修复后牙体组织抗折力的研究等, 对保存牙齿, 提高修复质量提供了依据。

2.2 对全冠边缘位置(止于龈上、平齐龈缘、止于龈下) 集中提出如下观点: ①Gardner 认为, 选择全冠边缘位置时应考虑四个因素, 即牙周状况、美观、固位及边缘应放在健康的牙体组织上。②边缘的密合性比边缘位置对牙龈健康的影响更大。③前牙冠的边缘止于龈下是许可的。④后牙冠边缘只要达到一定的质量要求, 边缘的位置在任何部位均可。以上四种观点各有优缺点, 其中以平齐龈缘为最好。因为平齐龈缘时, 既美观, 固位力也好, 对牙周组织损伤很少。

2.3 在金属烤瓷修复方面, 除对修复效果与质量的重视外, 更加注重修复美。如改良颈缘设计, 用测色仪进行科学比色、配色; 牙冠、牙列形状的三维重建为修复体的CAD/CAM 提供了数学模型。另外, 通过对带模整体铸造固定桥与脱模铸造的精度比较显示, 带模铸造术的精度优于脱模铸造术, 可免去焊接工序, 提高工作效率。

3 可摘局部义齿修复

在固定-活动联合修复体研究方面, 张富强等对远中牙合支托、近中牙合支托、套筒冠义齿三种设计对比作了分析, 指出了远中牙合支托对基牙支持组织的健康不利,长期使用可致基牙牙周组织创伤, 基托下支持组织萎缩, 义齿翘动, 以致缺牙区邻近天然牙再丧生; 近中牙合支托, 可减少游离端基托翘动, 保持基牙支持组织健康, 但仍不能充分分散牙合力。套筒冠义齿就位后与基牙密合, 形成整体, 可防翘, 且有利于缺牙区软硬组织健康。

通过可摘局部义齿对口腔微生态的影响和细菌学分析发现, 戴义齿1周后, 卡环固位臂侧的基牙菌斑中粘性放线菌、变形链球菌比例明显升高。提示配戴可摘局部义齿者, 除注意口腔卫生外, 还应采取其它菌斑控制措施。但目前尚无控制基牙菌班的新型义齿清洁剂。

隐形义齿是目前在全国相继开展的一项新技术。由新型弹性材料, 压力灌注法一次成型的、薄而透明、无金属卡环的弹性义齿, 舒适美观, 尤其适用于前牙缺失。另外, 铸钛技术及钛支架制作工艺, 在可摘局部义齿修复中具有巨大开发潜力和应用前景。

4 全口义齿修复

具有美学效果的全口义齿修复已成为目前口腔修复界的研究热点。计算机辅助全口义齿设计, 应用电脑模拟系统(CA SSO S) 探讨全口义齿修复中的侧貌重建, 以及与垂直距离相关的颜面标志的计算机图像分析系统的建立和应用, 有助于制作具有美学效果的全口义齿。

无牙颌齿槽嵴低平总义齿修复有三点值得关注:①应用中立区概念指导总义齿修复、长舌翼下颌总义齿、磁性固位覆盖下颌总义齿等都能改善固位; ②通过使用硅橡胶印模热凝重衬和Fittydent 义齿稳固剂增强固位; ③通过打破常规排牙法, 照顾下颌的功能尖与齿槽嵴的关系, 改善下颌总义齿固位。

光固化基托快速修复全口义齿具有操作简便、省时、省力、符合口腔生理解剖要求、误差少等优点, 但此方法适应症范围较少, 必须是正常颌关系, 颌弓长度、高度、宽度均正常, 齿槽嵴丰满等。

另外, 对全口义齿修复后缘封闭区适合性, 覃峰、赵云风等提出其适合性明显受腭高度的影响。制备后堤区可提高基托适合性, 后堤区刮除的深度与牙槽嵴高度有关, 牙槽嵴高者, 因其在腭中份适合性差, 可多刮除一些。

篇5

一、运动学习理论概述

运动学习是学习理论的一个特例,是心理学的一个分支学科。它研究人类是如何学习和记忆运动技能的。随着运动学习学科应用领域的不断扩大和延伸,现代运动学习已成为一门心理学、生理学和生物力学综合交叉的学科。近年来,运动学习已从一门基础学科逐渐发展成为以改善人类运动动作技能和运动成绩为目的的应用学科,在体育运动、飞行训练、艺术表演、特殊工业操作等领域都得到了广泛的应用。

人类如何学习运动动作?这个问题早已引起科学界的关注,早期的研究是从神经生理学的角度展开的,同时在研究较大的动作时也不可避免地引入了生物力学研究。在神经生理学的研究和生物力学研究方面,如神经生理学的简单反应时和复杂反应时的研究、肌电图研究、动作学习过程中某些神经递质的研究等等。但近年来的研究表明,对于高水平运动员来讲,在技能方面的改进比体能方面的改进能够更大程度地提高成绩,因为良好的技术可以使训练到达事半功倍的效果。

虽然神经生理学、生物力学等学科在运动学习方面取得了一些成果,但心理学的研究成果仍然是主导地位。运动学习的心理机制和运动学习的过程等问题是心理学研究的重点问题。运动学习过程经历了动作定向、动作完成和动作自动化三个连续的阶段。动作定向是学习者初步感知动作结构和方式。在头脑中形成动作表征——关于运动动作的一系列语言、符号系统,并在练习中根据这个系统对动作进行调节和控制的过程。这个过程实质上就是学习者对所学内容的感知、理解、记忆、储存的过程,这与一般的学习没有本质的区别。它也是对于概念、规则、命题等的学习。动作定向是运动学习过程中一个重要的环节,这个阶段的完成质量决定着最终动作技能形成的效果。一般来说,所学的技能愈复杂,动作定向的成分就愈重要。动作完成是动作定向到动作自动化的过渡阶段,在此过程中,学习者在已经了解了所要学习的动作为何物后,将这个头脑中的动作形象外化为具体的身体动作,或是从对单个动作的反复练习和动作组合的练习中逐步建立完整动作的操作程式。这个阶段也是对储存知识的提取和对自身练习动作的控制阶段,也被称为是联系阶段,即头脑中的动作形象与肢体动作、肌肉感觉建立联系。运动学习过程的最后阶段是自动化阶段,这个阶段中,学习者能够在较少参与注意的情况下顺利地完成动作,通俗地讲就是不用想就能完成动作,似乎在头脑中建立了完成动作的程式。

二、电影特技动作的学习策略

许多运动技能的衡量标准在于动作过程的优美、准确,这类技能被称为“技能类表现唯美型的运动”,即:通过考察动作的难度、美感来评价动作的好坏;而另外一些运动的衡量标准则在于运动成绩,如跳跃的高度、远度、跑的速度、投掷的远度等,这类技能被称为体能类竞技型运动。电影特技动作包含了以上两种类型的运动,而且以前者最为常见。在复杂的电影特技训练中,如何让练习者快速掌握动作并准确、安全地在特定环境中完成它,这需要特别地训练,而训练过程就是练习者学习运动技能的过程。

完成某个电影特技动作的学习通常可以有两种策略,其一是基于行为主义心理学理论的分解学习法;其二是基于认知心理学理论的完成学习法。行为主义心理学以人类的行为为研究对象。它研究人类所接受的刺激和对此刺激做出的反应。至于头脑中发生了怎样的变化则不感兴趣,行为主义心理学只研究“刺激一反应”,认为刺激与反应发生联系是学习发生的基础,而“刺激一反应”建立了固定的联系就是动作技能掌握的标志。因此,行为主义派学者注重研究单一动作的学习过程和动作控制过程中的神经通路、神经肌肉特性等。在运动训练中,基于行为主义学习理论将运动过程按照分解学习的方法来安排,即:将复杂的、连续的动作分解成若干单一的动作,在掌握了每一个单一动作之后,再将这些单一动作连接起来,从而完成整套动作。认知心理学注重对学习者认知过程的研究,并提出人类所学习的知识在头脑中以一定的结构形式储存。新学的知识必须被纳入到旧的认知结构中,新学的知识才会被真正理解和记忆,学习的过程就是旧知识对新知识的解释过程。基于认知心理学理论的学习策略就是整体学习法。整体学习法就是在学习过程的一开始就努力认识动作的整体形象,并用头脑中已有的知识对其进行解释,从而在头脑中建立整套动作的形象,这也是建立学习计划的操作步骤。在练习过程中根据自己的认知情况进行分步学习。

上述两种策略都是在完成学习三阶段中的第一阶段,即:动作定向阶段。分解学习法类似于体验学习,通过身体动作体验来感受和进一步解释动作为何物。整体学习法则是首先要从整体上认识动作为何物,然后再有计划地进行练习,建立肌肉感觉。这是两种截然不同的学习策略,在电影特技动作学习、训练中,可以根据动作的具体特点加以选择。在动作完成得后两个阶段,即:动作完成和自动化阶段,学习的策略则没有特别的不同。

三、电影特技动作的分类及其训练

从运动学习的角度分类。电影特技动作可以被分为两类:一类是操作型的特技动作,另一类是表现型的特技动作。操作型特技动作包括汽车驾驶、摩托车驾驶、骑马等。这类技能要求演员在表现一定的动作和情绪状态的前提下,突出强调对某一特定物体的操控,这种操控往往是在特殊条件下进行的,比如,高速度运动状态下、身体近乎失去平衡的状态下等。其难度高,风险性大。这类动作技能的学习效果取决于操作动作与操作结果所引起的肌肉本体感觉之间的联系。以汽车驾驶为例,当驾驶员迅速扭转方向盘时,汽车会疾速地向某一方向转弯,这样会造成驾驶员身体产生离心运动,为此。驾驶员身体必须对抗这种离心运动来维持平衡,并在维持平衡的同时继续完成操控动作。这种操控动作与机体紧张而维持平衡的关系匹配就是运动学习效果的关键所在,是一种动作与本体感觉之间的联系。在训练中要加强这种联系的建立,使驾驶员的注意力能够同时分配到维持身体平衡和操控动作两个方面,这比平时的操作动作多了一个注意指向。动作表现类特级动作通常是要完成一个跳跃、空中动作等,有时这类动作要借助特殊手段来完成,如悬系吊绳、踏起跳弹簧板等。他不像竞技运动员那样要靠自己的弹跳或跑速来跳得高或远。电

转贴于

影特技动作所要求的腾空需要表演者在相对较长的时间内保持某一空中姿态,因此对演员的空中姿态控制能力要求较高。控制好空中姿态需要演员能够具有较好的空间运动知觉和机体本体感觉。这是训练动作表现型特技动作的重点所在。对于这样的特技演员,平时应多做一些蹦床练习,在跳起后做不同的控制姿势,并随着技能水平的提高逐渐延长姿态控制的时间。

训练是帮助学习者尽快掌握学习内容的手段和方法,教师或教练为学习者安排的具体练习内容、练习方式、练习密度、运动负荷等都是训练的基本要素。无论分解学习或是完整学习,学习者学习的结果对他的学习进展相当重要,也就是当学习者完成一个动作或完成动作的某个细节部分后。他对完成情况的了解程度会直接影响到他下一步练习的行为和策略。分解学习法在运动教学实践中的应用研究例子也颇多。这方面的研究主要集中在反馈、强化的时间、方式、动作细节的划分等。不同的反馈强化时间会产生不同的效果。在训练的初期一般应采用即时强化的方式,即:学习者每完成一次动作就要告诉他完成的情况如何,甚至需要把他完成的动作录下来让他看,并帮助他分析。经过一段时间的训练后,学习者已掌握了动作的基本要点,这是就宜采用延迟性强化,即:练习过几次之后再一次反馈给他动作完成得如何,这样可以给练习者留下思考的时间,并把教练的评价作为一种期待而努力完成动作。

事实上,并非特技演员需要进行专业的运动技能的学习,每个演员都需要技能学习和训练,比如,一个普通演员表演常规的骑马动作,虽然导演不要求他进行高难度的表演。但骑马这项技能可能是多数人平时没有接触过的,这就需要学习和训练。甚至有的演员在表演一个简单的摔倒动作时,他也需要进行专门的学习,否则摔得就不真实。因为对于身体失去平衡的恐惧是人的本能,同时在失衡时努力恢复平衡也是人的本能。要想摔得真实,首先必须让演员学会摔,学会自我保护,只有不怕摔倒才能会摔,摔得像。

篇6

自20世纪50年代以来,颈前路减压植骨融合术(anterior cervical discectomy and fusion,ACDF)一直是治疗颈椎间盘突出引起的脊髓病变和神经根病变最有效的手段,随着研究的深入,其引起的并发症逐渐被人们认识,主要表现为:(1)颈椎的正常生物力学改变,手术节段丧失运动功能,相邻节段退变加速。目前认为这是由于术后相邻节段应力和活动度代偿性增加所致,颈椎屈曲时融合节段上、下节段椎间盘内压可分别增加73%和45%〔1〕。(2)植骨不愈合,假关节形成。Bohlman〔2〕的一项研究显示此并发症的发生率为13%,其中67%的患者出现相关症状,17%需要重新手术治疗。ACDF出现的并发症迫使人们探索新的手术方式,人工颈椎间盘置换术(total disc replacement,TDR)因其独有的优势得到迅速发展。

1 TDR的优势

TDR能够结合前路减压和椎体间关节成形的特点,即保持前路的减压效果和保持颈椎正常的活动度,弥补了ACDF的不足,近年来为越来越多的脊椎外科医生所青睐。与ACDF相比TDR有其独特之处:(1)能够维持颈椎正常的活动度,防止邻近节段因过度活动而代偿性应力增加而导致退行性变,且早期临床效果与融合术相似。Goffin〔3〕通过对40人颈椎活动度进行X线透视检查,第1组10人为正常人,第2组10人曾行C5、6融合术,第3组10人曾行C5、6颈椎间盘置换,第4组10人患有C5、6颈椎关节强硬,结果发现曾行颈椎间盘置换的患者颈椎活动度与正常人无显著性差异。(2)患者术后可早期恢复活动。ACDF术后患者一般都要佩戴矫形器防止颈椎过度活动以利于骨融合,但TDR患者一般术后1~2周可恢复一般活动,避免了因颈部长期制动引起的颈部肌肉萎缩及受限感。(3)植入假体具有与天然椎间盘相似的特性,可吸收震荡,起到缓冲的作用。(4)由于不需从髂骨取材,避免了局部并发症的出现。

2 假体材料及种类

在人工颈椎间盘的发展进程中,出现了多种材料和多种形状的假体,目前应用最多的材料是钛合金、钴铬合金、不锈钢和超高分子量聚乙烯。钛合金拥有最好的抗腐蚀能力和组织相容性,而且对MRI的干扰最小,因此可作为假体表面与上下椎体接触的良好选择,有利于骨质的生长以维持假体的长期稳定性;钴铬合金硬度很高,有很好的耐磨性,在关节成形术中也得到广泛应用;超高分子量聚乙烯的耐磨性较差,但是摩擦系数较低,而且有较强的吸收震荡能力,因此能形成低摩擦的关节面;不锈钢的硬度较钴铬合金差,但延展性较好。

按照应用材料的种类,人工颈椎间盘可分为金属-金属假体和金属-聚合物假体。金属-金属假体主要有Bristol和Prestige(Ⅰ,Ⅱ,ST,LP),金属-聚合物假体有ProdiscC、PCM和Bryan。金属-金属假体跟金属-聚合物假体相比,前者具有较强的抗磨损性,磨损产生的颗粒数量上明显较后者少,但小颗粒却较后者多,吸收震荡的能力也较后者差,但是,LeHuec〔4〕研究了金属-金属和金属-聚乙烯人工腰椎间盘的震荡吸收能力,结果显示两者无明显差别,这可能提示了聚乙烯对震荡吸收的有限性。

3 适应证和禁忌证

与其他手术类似,TDR也有其适应证和禁忌证,目前国内外尚无统一的标准,但存在一些普遍认同的准则。

3.1 适应证

(1)椎间盘变性并且出现颈部疼痛或脊髓病变或神经根病变,非手术治疗无效;(2)拟手术节段位于C3、4~C6、7;(3)骨已发育成熟;(4)颈椎中、后柱结构正常,侧位的过屈、过伸动力位片显示颈椎稳定等。如果患者是由于单纯的椎间盘变性而出现疼痛,但没有神经受压的情况,则不在手术适应证范围内〔5〕。

3.2 禁忌证

(1)伴有骨质疏松、骨量减少或其他骨代谢性疾病;(2)病变超过2个节段;(3)邻近节段曾行融合术;(4)以前的手术留有严重的瘢痕,病变节段后部有小关节病;(5)慢性感染、肿瘤、全身代谢或者系统疾病、相关的金属过敏;(6)类风湿性关节炎或强直性脊柱炎等引起的手术节段的畸形;(7)影像学上显示脊椎屈-伸不稳,颈椎骨性椎管狭窄等。

4 生物力学

颈椎的生物力学比较复杂,因为其运动需要椎骨钩突关节、椎间关节和平面小关节的协调。人工椎间盘应用的基本目的是保存受损节段的活动性同时又避免邻近节段出现退变,颈椎在矢状面和冠状面良好的活动度、适当的假体曲率半径、基本符合正常生理要求的瞬时旋转轴(instaneous axis of rotation,IAR)的位置对于防止邻近节段的病变有着重要的影响。

目前应用于临床的颈椎间盘假体按照IAR的移动程度可分为非限制性假体(Bryan)和半限制性假体(Prestige、PCM、Prodisc C),尚未见限制性假体的临床应用报道。非限制性假体和半限制性假体依靠周围的软组织限制颈椎的过度活动。适当的软组织强度对于维持颈椎的稳定性有着重要的作用,McAfee〔6〕从生物力学的角度阐述了后纵韧带在颈椎人工椎间盘置换中维持颈椎稳定性的作用,并提出了功能性后纵韧带的概念。非限制假体和半限制性假体提供了与正常颈椎活动基本一致的可移动的IAR,增加了受损节段颈椎的活动度,允许椎体间的平移运动并且减少应力作用于椎体与假体的接触面上,降低了邻近节段退变的可能性;但是,这使得平面小关节承受更大的剪切力和旋转负荷。由于两者均拥有可移动的IAR,所以对假体植入的位置要求不是十分严格。

假体越固定,对维持颈椎的稳定性越有利,椎体-假体接触面承受负荷也越大,这样平面小关节承载的剪切力就越小。限制性假体都有固定的旋转轴,这一定程度降低了手术节段颈椎的活动度,同时对假体植入的位置要求较其余两种苛刻,这可能是其临床应用受到限制的原因。

5 临床应用疗效

颈椎手术的目的一方面是去除脊髓或神经致压物,恢复正常的脊髓形态和有效的椎管容量,另一方面是恢复颈椎正常排列以及重建颈椎的生理曲度和病变节段的椎间高度〔7〕,这同时也是评价疗效的基本准则。颈椎目前在临床上应用最多的椎间盘假体为ProdiscC、Bryan和Prestige,均取得令人满意的短期临床效果。

Rudolf B等〔5〕报道了27例接受27个ProdiscC椎间盘假体的临床效果,患者术前均诊断为单节段颈椎间盘变性,术后为期1年的随访显示,颈椎障碍功能指数(neck disability index,NDl)和直观模拟量表评分(visual analog sclaes,VAS)在术后6周分别下降了35%和44%,并且在随访期内维持不变;颈椎运动范围(range of motion,ROM)跟术前相比上升了240%,更重要的是ROM保持在10°左右的功能位;颈椎疼痛的强度和频率跟术前比较下降了40%,且无任何并发症出现。

我国王岩等〔7〕报道了27例(35个节段)Bryan颈椎间盘假体置换术术后1~8个月(平均5.2个月)的随访结果。所有患者症状及脊髓功能都有明显改善,随访超过3个月的15例患者JOA评分由术前平均9.2分上升至术后平均15.5分。Odom评级:优10例,良5例,可0例,差0例。置换节段前屈后伸活动范围平均为5.12°,左右侧屈活动范围分别为平均3.18°和3.28°。没有发现明显的颈椎生理弧度的丢失。

6 并发症

由于颈部解剖结构复杂,人工颈椎间盘置换术可能会出现相关并发症〔9〕,主要包括两类。

6.1 植入技术并发症

主要有假体大小选择不当,椎间盘组织切除不彻底,软骨终板部分残留,术中骨折、植入节段后突畸形等,颈部及肩部疼痛也见报道〔10〕。

6.2 与假体有关的并发症

主要有假体引起的周围血管神经损伤、移位、松动、螺丝部分拔出、折断、达不到理想的活动度,假体周围骨化融合,盖板断裂,滑动核破裂等,过敏反应及沉降尚未见报道。

在所有的并发症中,椎旁骨化最为常见。目前认为与假体设计不当,植入技术不过关和患者术前存在的脊椎关节强硬导致的椎间高度下降有关〔11〕。据Heller〔12〕报道,术后2~3周的非甾体抗炎治疗可减少脊椎周围骨化的发生率。

7 存在的问题

人工颈椎间盘置换术的研究及应用时间不如腰椎,尚缺乏长期临床资料,远期效果尚不明朗,存在影响长期疗效的潜在因素。

7.1 假体磨损

在髋和膝置换术中,假体磨损碎屑是造成手术失败的重要原因之一。磨损碎屑引起的炎症反应会导致骨质溶解、假体松动,造成这些后果不仅与碎屑的数量有关,而且与其浓度、大小和形状有密切的关系。各种人工颈椎间盘假体在临床应用前均经过严格的磨损分析,虽然都取得令人满意的结果,但由于体外实验时间都不长,且体内外环境存在很大差异,目前尚不清楚假体在体内的磨损程度。同时,曾有报道在髋、膝等大关节置换术后由于磨损出现重金属物沉积的现象,并且在肾脏、肝脏、心脏、淋巴结等处可测得一定浓度的金属离子〔13〕,虽然跟踪观察未见其会引起不良反应,但在无血管和无滑液的椎间隙是否如此尚待研究。

7.2 假体是否会沉降

在人工腰椎间盘置换远期效果不佳的病例中,67%存在假体沉降的问题〔14〕。TDR临床应用时间较短,大多数接受颈椎间盘置换手术的患者相对年轻,且把骨质疏松作为手术禁忌证,因此尚未见颈椎间盘假体沉降的报道。随着年龄的增加,骨密度逐渐降低,出现假体沉降的问题可能难以避免,解决方案是改进假体设计和提高手术技巧。天然椎间盘变性后应力作用转移到纤维环,这使得与纤维环接触的终板边缘跟终板中央相比可承受更大的负荷。因此假体设计时应使应力集中于终板边缘,即皮质骨,减少终板中央即松质骨的应力;另一方面可增加假体与终板的接触面积,使应力相对分散,同时在手术过程中应该小心操作,防止损伤终板。

7.3 是否会出现手术节段活动度下降、相邻节段退变

虽然近期随访研究表明TDR术后颈椎活动度与生理状况下无异,但不排除随着时间的推移活动幅度减少的可能性。人工腰椎间盘置换术的长期疗效明显较融合术好,但仍有报道显示部分患者远期出现腰椎活动度减少甚至丧失的情况〔15〕。Huang〔16〕对第1代腰椎ProDisc假体为期9年的观察中发现,平均活动度只有3.8°,有34%的患者活动度在2°以下,活动度下降的病例邻近节段变性的概率增加。这意味着这部分病例术后脊柱远期的生物力学改变与融合术无差别,其原因有待探讨。

7.4 能否长久缓解症状

不仅来自椎间盘,椎体后缘骨赘形成、后纵韧带的增厚、后方小关节的增生都与其有关。在TDR术中,能否彻底去除这些致压物、长久解除临床症状尚待观察〔7〕。

8 总 结

TDR与ACDF相比具有一定的优势,一定程度上弥补了ACDF的不足,短期应用疗效亦令人满意,但作为一项较新的技术,临床医生在应用前仍应把握其适应证、禁忌证及可能出现的并发症。TDR临床应用时间仍较短,其远期疗效仍需将来长期随访的评估。

参考文献

〔1〕 Eck JC,Humphreys SC,Lim TH,et al.Biomechanical study on the effect of anterior cervical spine fusion on adjacentlevel intradiscal pressure and segmental motion[J].Spine,2002,27(22):24312434.

〔2〕 Bohlman HH,Emery SE,Goodfellow DB,et al.Robinson anterior cervical discectomy and arthrodesis for cervical radiculopathy.Longterm followup of one hundred and twentytwo patients[J].J Bone and Joint Surg(Am),1993,75(9):12981307.

〔3〕 Goffin J,Komistek R,Malfouz H,et al.In vivio kinematics of normal,degenerative,fused and discreplaced cervical spines[R].Annual Meeting of American Academy of Orthopaedic Surgeons,New Orleans,LA,2003.

〔4〕 LeHuec JC,Kiaer T,Friesem T,et al.Shock absorption in lumbar disc prosthesis:a preliminary mechanical study[J].J Spinal Disord Tech,2003,16(4):346351.

〔5〕 Rudolf B,Neil D,Gwynedd E,et al.Cervical total disc replacement,part two:clinic results[J].Orthop Clin N Am,2005,36(3):355362.

〔6〕 McAfee PC,Cunninggham B,Dmitriev A,et al.Cervical disc replacement porous coated motion prosthesis:a comparative biomechical analysis showing the key role of the posterior longitudinal ligament[J].Spine,2003,28(supple):176185.

〔7〕 袁文.融合还是置换:对颈椎植骨融合术的再认识[J].中华医学杂志,2005,85(1):1113.

〔8〕 王岩,肖嵩华,陆宁,等.单双节段Bryan颈椎间盘假体置换术后1~8个月临床资料分析[J].中国矫形外科杂志,2005,13(1):1417.

〔9〕 金大地,瞿东滨,Charles DR.脊椎椎间关节成形术[M].第1版,北京:科学技术文献出版社,2004,272302.

〔10〕 Pickett GE,Sekhon LH,Sears WR,et al.Complications with cervical arthroplasty[J].Journal of Neurosurgery Spine, 2006,4(2):98105.

〔11〕 Paul A,Jeffrey P.Intervertebral disc arthroplasty[J].Spine,2004,29(23):27792786.

〔12〕 Heller J,Goffin J.Classification of paravertebral ossification after insertion of the Bryan cervical disc prosthesis[R].31st Annual Meeting of the Cervical Spine Research Society,Phoenix,AR,2003.

〔13〕 Urban RM,Jacobs JJ,Tomlinson MI,et al.Dissemination of wear particles to the liver,spleen and abdominal lymphnode of patients with hip or knee replacement[J].J Bone and Joint Surg(Am),2000,82(4):457476.

〔14〕 Zeegers WS,Bohnen LM,Laaper M,et al.Artificial disc replacement with modular type SB Charite Ⅲ:2year results in 50 prospective studies[J].Eur Spine J,1999,8(3):210217.

篇7

关键词:游泳训练;技术创新;现代竞技

一、改革和创新训练方法

所谓训练方法,是指为了完成训练任务,迅速提高运动水平所采用的多种多样的练习手段方法。它包括两个层次,一是不同种类的训练形式,二是专项所采用的具体方法与手段。任何竞技项目要想取得优异成绩都必须有一套行之有效的训练方法。成功的训练方法创新,常表现出鲜明的特征

(一)体现项目特征

如中国游泳优势项目蛙泳,总结了快、灵、巧的技术特点。仰泳以轻、漂、柔作为选材对象加以指导和训练的方法。

(二)体现个人特征:

运动员的身体条件、运动素质、技术掌握程度和智力水平不尽相同,任何具体的训练方法、手段都应适合个人的特点,有针对性地解决实际问题,方能收到理想的训练效果。

(三)适应专项比赛的特征

各专项比赛都有自身特定的代谢特征、动作形式的表现特征、视对手表现而定的战术特征等。

中国游泳虽然有了长足的进步,但依然在技术细节方面追求不够。

二、游泳运动的技术创新分析

运动生物力学、流体力学、程序设计等方法,为游泳技术的研究提供了一个多元化的诊断方法,提出了游泳技术训练与技术研究可操作的程序化模式,搭建了游泳技术研究与高科技结合的应用渠道,保障了运动员的技术训练与技术创新。

(一)重视“核心力量”的训练及身体协调用力在技术中的运用

“核心力量”训练即专项力量的训练是当代游泳力量训练的核心,发展专项力量不仅应采用负重的专项技术练习,更重要的是改进力量训练的理念,使其在练习形式、负荷和力度上尽可能接近游泳专项要求。

(二)流线型概念的建立

游泳过程中全过程要注意始终保持身体流线型,游泳的流线型就是指“平、直、尖、紧、高”。人们逐渐认识到游泳应当始终把提高划水效率和减小阻力放在首位,减小阻力也就是说在游泳全过程始终保持身体流线型。平,指身置,通过手积极的前伸和积极的打腿,来保持良好的身置,特别是好的打腿能力是保持良好身置的基础。直,指在游进过程中身体尽可能保持直线的概念,直线要求游泳过程收腹和低头。

(三)能量传递概念的形成

能量传递的概念是指游泳的用力过程是一个能量传递的过程。目前,核心力量的观点被各体育运动项目所认同。划水首先是腰部的发力,通^身体的滚动,逐步向肩、臂、手传递的过程;打腿也是腰部首先发力,通过髋向大腿、小腿、脚传递的过程。因此,游泳项目对运动员各关节柔韧性的要求非常高。良好的关节柔韧性能为完成技术提供方便,如高肘加上具有良好柔韧性的肩,能使运动员移臂放松、划水路线加长、抱水到位、划水有力。踝关节的柔韧性更是重要,不仅能增强腿打水的效果,而且能减少身体后方的旋涡阻力,保证能量的向后传递。游泳用力的概念主要是力量的传递过程。

三、重视心理训练、充分运动员个性

现代运动训练日益重视运动员个性的培养西方训练理论中的“等边三角形原理”形象地阐述了技能训练、体能训练、心理训练三者之间的关系,紧密融和于整个训练的全过程。同处一线、出发台上的世界级选手实力十分相近,其胜败已不只取决于训练水平的高低,还取决于谁处理突发事件的应变能力、心理承受能力和有效的情绪控制能力。谁的综合能力强,谁就有可能获胜。另外,比赛的胜负还在于心理素质的抗衡。

四、加强营养和训练恢复的针对性研究

现代训练比赛,其负荷已达到相当高的程度,机体的疲劳必须采取有效合理的营养和恢复手段加以消除,以保证比赛和训练的正常进行。目前国内各运动队依然盛行自助餐,花样繁多、色香味俱全。其标准也是按照水平分出档次,但仍不能细致到根据项目特点、长短距离而分别搭配。

五、高原训练

在高原环境下,大气压力随海拔高度增加而下降,使得单位体积中的氧减少。在这种环境中进行训练,给运动员额外地增加了负荷。研究发现高原训练可视为一种承受高乳酸的训练,在同样游速、距离条件下,高原训练的血乳酸值明显高于平原,但是这种增高,可以逐周逐次的下降;承受高原强度训练的适宜高度为 1890 米;高原训练提高了心血管系统功能的效率;高原训练的超量恢复从乳酸――速度曲线右移,心血管功能的改善,血红蛋白的回升,提示为运动成绩提高的物质基础。

参考文献:

[1]林洪,阎超等.游泳运动技术优化与创新的研究[J].体育科学,2006(4):40~56.

[2]陈武山,甘清瑛.中外优秀游泳运动员“训练泳式构成”的研究[J].北京体育大学学报,2004(3):416~419.

篇8

【关键词】 股骨干骨折;骨折内固定术,交锁髓内钉

[Abstract] Objective To explore the clinical application of interlocking intramedullary nail on treating femoral shaft fracture.Methods 218 cases of famoral shaft fracture were treated with open reduction of small incision and interlocking intramed ullary nail.Results 218 cases were follow-up for 15 months on average.All patients achieved solid bone union,at an average 12 weeks.There were no complication in the sereis.Conclusion The use of interlocking intramedullary nail and small incision open reducation is successful in the treatment of femoral shaft fractures.It can provide a stable and reliable fixation which is of benefit for early functional exercise.It is the best method in the treatment of femoral shaft fracture.

[Key words] femoral shaft fracture;fracture fixation;interlocking intramedallary nail

自Kuntscher(20世纪60年代)设计并使用了第一枚交锁髓内钉以来,交锁髓内钉以其适应证广、手术创伤小、固定可靠、抗扭转应力强、应力遮挡作用小等优点而得到广泛的应用和推广[1]。我们自1999年5月至2008年1月运用小切口开放穿钉的方法治疗股骨干骨折21例,取得了较好疗效,现报告如下。

1 临床资料

1.1 一般资料 本组218例,男180例,女38例,年龄18~53岁。新鲜骨折196例;股骨骨折术后骨不连22例,其中梅花钉折断3例,加压钢板断裂19例;左侧103例,右侧115例;股骨上段59例,中段63例,下段96例。骨折类型:横断骨折61例,斜行骨折67例,粉碎性骨折90例。

1.2 术前准备 术前摄健侧和患侧股骨正侧位X线片,测量股骨长度及髓腔的大小,选择合适长度和直径的髓内钉。

1.3 手术方法 采用硬膜外麻醉,取侧卧位,患侧在上。骨折端外侧小切口,经股外侧肌间隙进入显露骨折端,清除骨折端间的软组织及积血,行复位、固定。自大转子上方做7~10 cm纵切口,经臀大肌、臀中小肌间隙进入到梨状窝,紧靠窝的外侧壁和大转子内侧扩孔插入导针,扩髓一般要求植入的髓内钉直径比扩髓器直径小1 mm。顺行打入髓内钉,长度要求钉的尾端在转子窝上2 cm,远端达髌骨上缘。连接瞄准器,调整手柄,使髓内钉位于股骨正中。然后依次锁定远近端锁钉。之后用探针探测,确保锁钉通过锁钉孔。

1.4 术后处理 术后不用外固定,从术后第2天开始做股四头肌舒缩运动,1周后采用CPM练习髋关节及膝关节功能。对于横断骨折,术后2周可扶拐下地负重行走,斜形、粉碎性骨折及陈旧性骨折,下地负重时间需视骨痂生长情况而定。近端交锁钉一般在术后10~12周拆除,变静态固定为动态固定,对于斜形、粉碎性骨折早期拆除近端交锁钉,有引起肢体缩短的可能,应尽量延长静态固定时间。

2 结果

本组218例患者,全部获得随访,随访时间为6~33个月,平均15个月,骨折全部愈合,愈合时间8~22周,平均12周。有2例远端锁钉未穿进锁钉孔,均于术中拍片发现,退出锁钉,重新置入锁定。1例远折端皮质骨劈裂。无感染、断钉、脂肪栓塞等并发症。由于早期行CPM锻炼,无关节粘连、活动受限等并发症。

3 讨论

3.1 适应证的选择 交锁髓内钉治疗股骨干骨折较普通髓内钉使用范围明显扩大。最理想的适应证是小转子以下、膝关节间隙9 cm以上的各种类型的股骨干骨折[2]。确切地说,骨折线位于锁钉孔之间,且须距锁钉孔1 cm以上。

3.2 采用小切口开放穿钉的优点 本组采用小切口切开复位,骨折均骨性愈合,无感染发生。操作时尽量少剥离骨膜。小切口切开复位的优点:(1)有利于骨折的解剖复位,尤其是粉碎性骨折复位。有效地防止了闭合穿钉发生肢体旋转和长度改变的并发症。(2)能在直视下清理骨折端间嵌入的纤维组织。(3)打钉时髓腔及骨筋膜室内的压力不致过度增高。(4)无需特殊的牵引床。(5)避免操作者长时间接受放射线损伤。应用小切口开放穿钉在基层医院更易推广。

3.3 交锁髓内钉固定符合BO的原则 早在30年前,AO学派提出“借助坚强固定一期恢复骨干骨折的解剖学连续性和力学完整性”这一生物力学概念。他强调通过加压达到坚强固定,通过坚强固定获得长骨干的一期愈合。但应力遮挡和钢板下皮质骨缺血坏死是其严重缺陷。在此基础上,AO学派从强调生物力学的观点,渐演变为以生物学为主的观点,即生物的、合理的接骨术的观点(biologicalosteosynthesis,BO)BO强调间接复位—生物学固定,“寻求骨折稳固和局部软组织完整之间的一种平衡”,必须充分保护骨折局部的血运。交锁髓内钉固定是一种轴向型固定,它在保持肢体长度的同时,其控制旋转功能增加了断端之间的稳定性,允许患肢早期活动、负重,加快功能恢复。髓内钉是弹性固定,既能维持一定的强度又能保持骨折愈合所需的生理应力,刺激骨痂生长,提高了骨折愈合率[3]。10~12周后骨折端有中量骨痂后将骨折一端锁钉拔出,使之动力化,更有利于骨折的愈合。采用闭合穿钉或有限切口开放穿钉,使骨折局部医源性的破坏降低到尽可能小的程度。交锁髓内钉固定在原理及应用原则上十分贴合BO的概念[4]。

3.4 本术式注意事项 (1)术前应拍双侧股骨X线片测量股骨长度和髓腔大小,选择合适长度直径的髓内钉。(2)应先复位,后从梨状窝顺行扩髓,以免逆行扩髓时,远、近骨折端在复位后出现“阶梯”现象,在打入髓内钉时造成骨折端劈裂骨的。(3)由于髓内钉变形、弯曲及器械磨损,可能出现误差,所以在穿钉前要在体外测试瞄准器性能。销钉时必须使髓内钉位于股骨正中。“T”型固定棒尖端应始终紧贴髓内钉。(4)术后应早期CPM功能锻炼,可防止关节粘连。总之,交锁钉由于远近端锁钉的运用,使之具有三维固定的功能,能用于各种类型的股骨干骨折,同时由于它是一种弹性固定,通过静态固定和动态固定的运用,使骨折端产生一定的应力刺激,从而加速骨折愈合,是治疗股骨干骨折的首选方法。

参考文献

1 胥少汀,葛宝丰,徐印坎.实用骨科学,第2版.北京:人民军医出版社,1999,383.

2 ,张保中,郭艾,等.带锁髓内钉治疗股骨干骨折并发症及防治.中华骨科杂志,1998,18:725-727.

篇9

力学可粗分为静力学、运动学和动力学三部分,静力学研究力的平衡或物体的静止问题;运动学只考虑物体怎样运动,不讨论它与所受力的关系;动力学讨论物体运动和所受力的关系。

力学也可按所研究对象区分为固体力学、流体力学和一般力学三个分支,流体包括液体和气体;固体力学和流体力学可统称为连续介质力学,它们通常都采用连续介质的模型。固体力学和流体力学从力学分出后,余下的部分组成一般力学。

一般力学通常是指以质点、质点系、刚体、刚体系为研究对象的力学,有时还把抽象的动力学系统也作为研究对象。一般力学除了研究离散系统的基本力学规律外,还研究某些与现代工程技术有关的新兴学科的理论。

一般力学、固体力学和流体力学这三个主要分支在发展过程中,又因对象或模型的不同出现了一些分支学科和研究领域。属于一般力学的有理论力学(狭义的)、分析力学、外弹道学、振动理论、刚体动力学、陀螺力学、运动稳定性等;属于固体力学的有材料力学、结构力学、弹性力学、塑性力学、断裂力学等;流体力学是由早期的水力学和水动力学这两个风格迥异的分支汇合而成,现在则有空气动力学、气体动力学、多相流体力学、渗流力学、非牛顿流体力学等分支。各分支学科间的交*结果又产生粘弹性理论、流变学、气动弹性力学等。

力学也可按研究时所采用的主要手段区分为三个方面:理论分析、实验研究和数值计算。实验力学包括实验应力分析、水动力学实验和空气动力实验等。着重用数值计算手段的计算力学,是广泛使用电子计算机后才出现的,其中有计算结构力学、计算流体力学等。对一个具体的力学课题或研究项目,往往需要理论、实验和计算这三方面的相互配合。

力学在工程技术方面的应用结果形成工程力学或应用力学的各种分支,诸如土力学、岩石力学、爆炸力学复合材料力学、工业空气动力学、环境空气动力学等。

力学和其他基础科学的结合也产生一些交又性的分支,最早的是和天文学结合产生的天体力学。在20世纪特别是60年代以来,出现更多的这类交*分支,其中有物理力学、化学流体动力学、等离子体动力学、电流体动力学、磁流体力学、热弹性力学、理性力学、生物力学、生物流变学、地质力学、地球动力学、地球构造动力学、地球流体力学等。

运动学发展简史

运动学是理论力学的一个分支学科,它是运用几何学的方法来研究物体的运动,通常不考虑力和质量等因素的影响。至于物体的运动和力的关系,则是动力学的研究课题。

用几何方法描述物体的运动必须确定一个参照系,因此,单纯从运动学的观点看,对任何运动的描述都是相对的。这里,运动的相对性是指经典力学范畴内的,即在不同的参照系中时间和空间的量度相同,和参照系的运动无关。不过当物体的速度接近光速时,时间和空间的量度就同参照系有关了。这里的“运动”指机械运动,即物置的改变;所谓“从几何的角度”是指不涉及物体本身的物理性质(如质量等)和加在物体上的力。

运动学主要研究点和刚体的运动规律。点是指没有大小和质量、在空间占据一定位置的几何点。刚体是没有质量、不变形、但有一定形状、占据空间一定位置的形体。运动学包括点的运动学和刚体运动学两部分。掌握了这两类运动,才可能进一步研究变形体(弹性体、流体等)的运动。

在变形体研究中,须把物体中微团的刚性位移和应变分开。点的运动学研究点的运动方程、轨迹、位移、速度、加速度等运动特征,这些都随所选的参考系不同而异;而刚体运动学还要研究刚体本身的转动过程、角速度、角加速度等更复杂些的运动特征。刚体运动按运动的特性又可分为:刚体的平动、刚体定轴转动、刚体平面运动、刚体定点转动和刚体一般运动。

运动学为动力学、机械原理(机械学)提供理论基础,也包含有自然科学和工程技术很多学科所必需的基本知识。

运动学的发展历史

运动学在发展的初期,从属于动力学,随着动力学而发展。古代,人们通过对地面物体和天体运动的观察,逐渐形成了物体在空间中位置的变化和时间的概念。中国战国时期在《墨经》中已有关于运动和时间先后的描述。亚里士多德在《物理学》中讨论了落体运动和圆运动,已有了速度的概念。

伽利略发现了等加速直线运动中,距离与时间二次方成正比的规律,建立了加速度的概念。在对弹射体运动的研究中,他得出抛物线轨迹,并建立了运动(或速度)合成的平行四边形法则,伽利略为点的运动学奠定了基础。在此基础上,惠更斯在对摆的运动和牛顿在对天体运动的研究中,各自独立地提出了离心力的概念,从而发现了向心加速度与速度的二次方成正比、同半径成反比的规律。

18世纪后期,由于天文学、造船业和机械业的发展和需要,欧拉用几何方法系统地研究了刚体的定轴转动和刚体的定点运动问题,提出了后人用他的姓氏命名的欧拉角的概念,建立了欧拉运动学方程和刚体有限转动位移定理,并由此得到刚体瞬时转动轴和瞬时角速度矢量的概念,深刻地揭示了这种复杂运动形式的基本运动特征。所以欧拉可称为刚体运动学的奠基人。

此后,拉格朗日和汉密尔顿分别引入了广义坐标、广义速度和广义动量,为在多维位形空间和相空间中用几何方法描述多自由度质点系统的运动开辟了新的途径,促进了分析动力学的发展。

19世纪末以来,为了适应不同生产需要、完成不同动作的各种机器相继出现并广泛使用,于是,机构学应运而生。机构学的任务是分析机构的运动规律,根据需要实现的运动设计新的机构和进行机构的综合。现代仪器和自动化技术的发展又促进机构学的进一步发展,提出了各种平面和空间机构运动分析和综合的问题,作为机构学的理论基础,运动学已逐渐脱离动力学而成为经典力学中一个独立的分支。

固体力学发展简史

固体力学是力学中形成较早、理论性较强、应用较广的一个分支,它主要研究可变形固体在外界因素(如载荷、温度、湿度等)作用下,其内部各个质点所产生的位移、运动、应力、应变以及破坏等的规律。

固体力学研究的内容既有弹性问题,又有塑性问题;既有线性问题,又有非线性问题。在固体力学的早期研究中,一般多假设物体是均匀连续介质,但近年来发展起来的复合材料力学和断裂力学扩大了研究范围,它们分别研究非均匀连续体和含有裂纹的非连续体.

自然界中存在着大至天体,小至粒子的固态物体和各种固体力学问题。人所共知的山崩地裂、沧海桑田都与固体力学有关。现代工程中,无论是飞行器、船舶、坦克,还是房屋、桥梁、水坝、原子反应堆以及日用家具,其结构设计和计算都应用了固体力学的原理和计算方法。

由于工程范围的不断扩大和科学技术的迅速发展,固体力学也在发展,一方面要继承传统的有用的经典理论,另一方面为适应各们现代工程的特点而建立新的理论和方法。

固体力学的研究对象按照物体形状可分为杆件、板壳、空间体、薄壁杆件四类。薄壁杆件是指长宽厚尺寸都不是同量级的固体物件。在飞行器、船舶和建筑等工程结构中都广泛采用了薄壁杆件。

固体力学的发展历史

萌芽时期 远在公元前二千多年前,中国和世界其他文明古国就开始建造有力学思想的建筑物、简单的车船和狩猎工具等。中国在隋开皇中期(公元591~599年)建造的赵州石拱桥,已蕴含了近代杆、板、壳体设计的一些基本思想。

随着实践经验的积累和工艺精度的提高,人类在房屋建筑、桥梁和船舶建造方面都不断取得辉煌的成就,但早期的关于强度计算或经验估算等方面的许多资料并没有流传下来。尽管如此,这些成就还是为较早发展起来的固体力学理论,特别是为后来划归材料力学和结构力学那些理论奠定了基础。

发展时期 实践经验的积累和17世纪物理学的成就,为固体力学理论的发展准备了条件。在18世纪,制造大型机器、建造大型桥梁和大型厂房这些社会需要,成为固体力学发展的推动力。

这期间,固体力学理论的发展也经历了四个阶段:基本概念形成的阶段;解决特殊问题的阶段;建立一般理论、原理、方法、数学方程的阶段;探讨复杂问题的阶段。在这一时期,固体力学基本上是沿着研究弹性规律和研究塑性规律,这样两条平行的道路发展的,而弹性规律的研究开始较早。

弹性固体的力学理论是在实践的基础上于17世纪发展起来的。英国的胡克于1678年提出:物体的变形与所受外载荷成正比,后称为胡克定律;瑞士的雅各布第一·伯努利在17世纪末提出关于弹性杆的挠度曲线的概念;而丹尼尔第一·伯努利于18世纪中期,首先导出棱柱杆侧向振动的微分方程;瑞士的欧拉于1744年建立了受压柱体失稳临界值的公式,又于1757年建立了柱体受压的微分方程,从而成为第一个研究稳定性问题的学者;法国的库仑在1773年提出了材料强度理论,他还在1784年研究了扭转问题并提出剪切的概念。这些研究成果为深入研究弹性固体的力学理论奠定了基础。

法国的纳维于1820年研究了薄板弯曲问题,并于次年发表了弹性力学的基本方程;法国的柯西于1822年给出应力和应变的严格定义,并于次年导出矩形六面体微元的平衡微分方程。柯西提出的应力和应变概念,对后来数学弹性理论,乃至整个固体力学的发展产生了深远的影响。

法国的泊阿松于1829年得出了受横向载荷平板的挠度方程;1855年,法国的圣维南用半逆解法解出了柱体扭转和弯曲问题,并提出了有名的圣维南原理;随后,德国的诺伊曼建立了三维弹性理论,并建立了研究圆轴纵向振动的较完善的方法;德国的基尔霍夫提出粱的平截面假设和板壳的直法线假设,他还建立了板壳的准确边界条件并导出了平板弯曲方程;英国的麦克斯韦在19世纪50年代,发展了光测弹性的应力分析技术后,又于1864年对只有两个力的简单情况提出了功的互等定理,随后,意大利的贝蒂于1872年对该定理加以普遍证明;意大利的卡斯蒂利亚诺于1873年提出了卡氏第一和卡氏第二定理;德国的恩盖塞于1884年提出了余能的概念。

德国的普朗特于1903年提出了解扭转问题的薄膜比拟法;铁木辛柯在20世纪初,用能量原理解决了许多杆板、壳的稳定性问题;匈牙利的卡门首先建立了弹性平板非线性的基本微分方程,为以后研究非线性问题开辟了道路。

苏联的穆斯赫利什维利于1933年发表了弹性力学复变函数方法;美国的唐奈于同一年研究了圆柱形壳在扭力作用下的稳定性问题,并在后来建立了唐奈方程;弗吕格于1932年和1934年发表了圆柱形薄壳的稳定性和弯曲的研究成果;苏联的符拉索夫在1940年前后建立了薄壁杆、折板系、扁壳等二维结构的一般理论。

在飞行器、舰艇、原子反应堆和大型建筑等结构的高精度要求下,有很多学者参加了力学研究工作,并解决了大量复杂问题。此外,弹性固体的力学理论还不断渗透到其他领域,如用于纺织纤维、人体骨骼、心脏、血管等方面的研究。

1773年库仑提出土的屈服条件,这是人类定量研究塑性问题的开端。1864年特雷斯卡在对金属材料研究的基础上,提出了最大剪应力屈服条件,它和后来德国的光泽斯于1913年提出的最大形变比能屈服条件,是塑性理论中两个最重要的屈服条件。19世纪60年代末、70年代初,圣维南提出塑性理论的基本假设,并建立了它的基本方程,他还解决了一些简单的塑性变形问题。

现代固体力学时期 指的是第二次世界大战以后的时期,这个时期固体力学的发展有两个特征:一是有限元法和电子计算机在固体力学中得到广泛应用;二是出现了两个新的分支——断裂力学和复合材料力学。

特纳等人于1956年提出有限元法的概念后,有限元法发展很快,在固体力学中大量应用,解决了很多复杂的问题。

篇10

可以说,在中国鞋业的众多品牌中,红蜻蜓独特的营销方式值得圈点。

以定位赢得商机

在中国鞋业激烈的竞争局势下,特别是处于生产厂商扎堆的江浙地区,若要赢得市场,就必须抢占先机。而最为关键的是自身合理的定位,这也是红蜻蜓得以突起的基础。

在2007年,红蜻蜓提出了“穿越时空”的三年战略思想,乍看略显空泛,但仔细了解后,却发现其实不然。“穿”是指集团的主营业务紧紧围绕“穿着”,即以皮鞋为主,皮具、服装、饰品为辅的相关多元化发展。“越”,则指要跨越皮鞋行业当前在品牌、产品、渠道等方面类同化严重、竞争手段激烈却单一,赢利水平不断下降的阶段性周期,制定新的跨越性差异化发展目标,积极寻找蓝海,做持续发展并具有卓越绩效的一流公司。“时”,抓住机遇,适时提出二次创业,同时以时间季节为主线,以信息化为手段,提升供应链效率,加快各项资源的整合与优化。“空”,分享未来财富空间,把红蜻蜓股份公司打造成最利于人才发展的平台。科学发展,盘活存量,灵活创新,自主研发与ODM(委托研发)开发、自主生产与OEM(委托生产)加工、自营渠道与加盟的有机结合、协调发展。

有了定位明确的战略思想,辅以战略方向的指引,企业在发展过程中无疑可以避开大量阻力。

另外,许多企业在发展中都将自身的战略定位等同于产品定位,有些企业家认为这样可以达到“众矢之的”的效果。但实际上,由于企业定位时着重强调短期效果,忽视了品牌长期的发展与跨越,造成企业后劲不足,以致不得不频繁更换产品定位。浪费了精力不说,更错过了市场竞争的最有利时机。

显然,红蜻蜓很明白这一点。在自有战略思想的带动下,红蜻蜓逐步明确了自身的品牌定位,即“二级市场的领导者,一级市场的挑战者”。所谓的“一级市场”是指如北京、上海、广州等在全国GDP相对靠前的城市,这当然是兵家必争之地,但由于其中不乏国际强势品牌的竞争,因此红蜻蜓若想在此角逐中取胜,目前显然有些力不从心。但对于一线城市以外的省会城市(即二级城市)来说,则是红蜻蜓突破瓶颈的巨大平台,在二级城市消费者生活水平以及消费能力较高,品牌竞争压力相对一线城市较小,因此若想拔得头筹也变得相对容易。

清晰的发展战略与明确的市场定位,让红蜻蜓在差异中瞄准了发展机遇和空间。

以文化塑造品牌

如何在纷繁杂乱的市场中脱颖而出,是当今品牌成功的标志之一,说通俗些,就是如何能快速地抓住消费者的眼球。在这方面,可以看到红蜻蜓形象得以蜕变的关键,在于持续加强的企业文化与不断融入的科技元素。

创业时,其董事长钱金波就有了这样的论断:温州鞋业“强”在“制造”,各家都忙着扩大工厂,提高产量。而在他看来,另一片“蓝海”更加重要:温州的制鞋业虽然很发达,但产品缺乏文化品位、没有品牌却是一个软肋,为此红蜻蜓在围内市场中谋求标新立异。

发展初期,红蜻蜓根据仿生学的原理提出了一套企业经营理念:红蜻蜓有一个大脑、两只眼睛、四个翅膀和一条尾巴。“一个大脑”就是增长方式的转变,要通过文化和品牌的宣传来推动增长; “两只眼睛”是研发和渠道;四只翅膀是企业的四大工程:人才工程、名牌工程、创新工程和规模工程;“一条尾巴”就是以品牌为核心带动生产。红蜻蜓将自身的发展战略创新性地与生物融入到一起,清晰自然,不乏新意。

不但如此,它以品牌文化建设为突破口,践行了“消费类产品的长久生命力来源于文化内涵”。以中国鞋履文化为载体,红蜻蜓创造了多个中国鞋文化之最:全国第一家鞋文化研究中心、第一支专业中华鞋文化巡演小组、全国第一家鞋文化博物馆、全国第一部《中华鞋履文化辞典》、全国首套鞋履文化邮票等等。可以说,不断植入的文化内涵,在很大程度上实现了品牌的飞跃。

2007年未,钱金波因带领中国鞋业突破行业发展瓶颈,以科技创新塑造了具有全球特色的中国品牌,荣膺“品牌中国十大年度人物”,成为本次唯一获奖的鞋服类企业家,市场给予了红蜻蜓肯定。

以科技提升价值

与奥康相同,在品牌表现日益突出的同时,红蜻蜓加大了对研发的投入,其去年的几个步伐值得注意:2007年6月18日,与国际著名运动鞋科技研发企业比利时爱思康(RSscan)携手合作成为目前中国国内第一个也是唯一引入全球顶级科技的皮鞋制造企业;7月20日,斥资2亿元在温州兴建中国首个运动皮鞋研发生产基地,率先在行业内创造了技术引进的新模式;9月30日,中国第一双运动皮鞋面世。运动皮鞋是根据人体生物力学原理,通过研究人在行走和一般运动中的特点,将减震、缓冲、能量保持等科技成果运用于皮鞋的设计与制作之中,成为一种集皮鞋、休闲鞋和运动鞋的部分优势为一体的皮鞋新类别。“运动皮鞋”是个新鲜的概念,再加之突出的产品功能,红蜻蜓运动皮鞋一上市即引起业内外广泛关注。

科技和时尚的介入,使红蜻蜓品牌在继承传统文化的基础上,有了新的跨越,品牌形象与消费者也更为贴近。运动皮鞋也使红蜻蜓开始关注消费者体验和感受,从生活方式和消费理念诠释产品价值。

而谈到运动皮鞋的诞生,就不得不提到红蜻蜓与比利时爱思康(RSscan)的合作。

爱思康(RSscan)公司是阿迪达斯绑定20年的全球运动鞋科技合作伙伴,是全球知名的从事鞋生物力学专业测试、运动鞋人体力学设计分析和鞋测试实验室系统研发的综合性企业。此次与红蜻蜓的合作,使红蜻蜓从“比较优势”的产业瓶颈中脱颖而出,科技由此成为红蜻蜓的核心动力。

不仅如此,此次新型的合作不但为红蜻蜓创造出新型技术模式以及科学的产品,更使红蜻蜓借助国外先进技术,成为中国皮鞋业发展的先行者,在迈向国际产业链发展的同时,也为自身保持活力开辟了一条突围之路。

以关联制造营销

不断注入的科技元素对红蜻蜓的营销提出了更高的要求,如何适应企业这一形势的转变?红蜻蜓与之相适应地选择了“科技营销”,市场也给予了红蜻蜓这样的机会。2007年红蜻蜓成为“嫦娥一号”宣传唯一一家入围的制鞋企业,以“航天热”的诉求加强自身与科技的关联性。

“嫦娥一号”的顺利发射无疑是2007年国人关注的焦点,自10月下

旬开始,电视、广播、报刊、网络等各大媒体便开始持续报道,据有关统计,从10月24日17时开始的直播节目引发了全国收视热潮,在直播时段,中央电视台参与直播的三个频道总份额比平时提升了67.4%。其中,大学文化程度以上、中等月收入的管理者、公务员等观众对“嫦娥探月特别节目”的关注度则更高,这与红蜻蜓的潜在消费群不谋而合。

航天营销与其他营销方式最大的不同在于其稀缺性。和体育、影视明星可选对象众多不同,重大的航天事件多年一遇,“嫦娥一号”是中国第一次探月发射,借此进行事件营销,具备第一印象的优势,红蜻蜓选择此时出击无疑抓住了“科技营销”最有利的契机。同时相对于市场中纷繁复杂的奥运营销,航天事件营销更具有冲击力,可直抓消费者眼球,在效果上也与体育营销难分伯仲。

因此不难发现,此次营销承袭了红蜻蜓在品牌建设过程中一贯的创新风格,希望能从支持国家航天事业科技发展的角度,在消费者心目中打造品牌与科技创新的强关联。同时借助社会各界对于航天事件的广泛关注,提升品牌科技内涵,塑造了科技创新的“中国制造”新形象。

以创新收获终端

2007年,红蜻蜓花大力进行业态创新,在原有专卖店终端销售的基础上,提出了集成营销,实施时尚GT(集成)概念店的销售新模式。

在专卖系统中,一方面,受商场灵活多变促销活动的影响,加盟店、公司自营店处于竞争劣势;另一方面,品牌加盟店与自营店存在着最直接的冲突,给市场管理带来不小的难度。一种业态、单一价格和多方统一的“温州式品牌打天下”模式显然已经不能应对目前的市场竞争,在这种升级的竞争局势下,要求品牌的定价模式和价格操作更具弹性。而对产品开发而言,则需要更具商场性,与专卖店产品形成差异化。

其实对于很多品牌而言,都需要面对市场竞争带来的这种局势,红蜻蜓独特的GT概念店值得借鉴。

在强势的二级城市市场中,红蜻蜓实施商场渠道销售和专卖店相分离的营销策略,着手解决商场店与专卖店、加盟店与自营店的体制和渠道方面的冲突。而在一级城市的商场则销售时尚性强、加价比例高的商品,自营店实行品种丰富甚至多品牌的经营,以二元体制引领未来终端销售的主流模式。

在钱金波看来,既然租金的上涨和国际化的竞争是一个大趋势,不可逆转,那企业必须通过借势布局,进行终端和渠道等业务模式创新,增加终端的竞争优势,惟此才能将挑战化为机遇。

租金等市场准入门槛提高后,一方面帮助企业隔离了同业竞争,另一方面要求提升单店的产出投入比。通过丰富品种,增加单店的产出,红蜻蜓加强了向深度、广度和高度发展,降低了品牌店的平均租金。