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技术文章
人体关节及脊柱系统力学性能测试方法分析
就像人体内所有关节一样，髋关节同样承受着复杂的负荷。由于其为一个球在窝中的结构，髋关节具有复杂的关节运动学特点。例如，后脚跟接触关节不太周期的前10%需要同时经受弯曲、内收和内旋。髋关节力学试验可以帮助更好地了解这些运动如何影响接触应力，接触应力是在股骨头和髋臼杯以及髋关节的韧带和肌腱之间的应力。
不同于人体内大多数骨骼，股骨在正常使用过程中经历着重要的内部时刻。由于股骨颈和轴之间的角度，在髋关节处施加载荷会产生一个重要的弯曲力矩。髋关节里股骨之间的机械测试让研究人员更深入的了解股骨的内部应力，该内部应力是由髋关节处经历的许多负荷造成的。该信息对于理解骨折行为和发展人工髋关节植入物是至关重要的。
髋关节内部的大负荷也影响软骨的磨损。在经过几十年的使用后，髋关节关节面的软骨可能在舒适的开展日常活动以及参与体育运动中无法再提供必要的缓冲。在拉伸、压缩和压痕-挠度试验中所获得软骨材料特性，连同在疲劳试验中观察到的磨损形态可用于髋关节计算模型的构建以及关节修复和置换治疗的发展。
膝关节是人体内度应力的关节，他支撑着身体的大部分质量。膝盖在跑步、骑行、滑雪等运动中同时经历着巨大的冲击力并传递载荷力。体育运动中所涉及的横向和扭转运动对正常弯曲的膝关节施加了很大的力量。这些力量必须通过结缔组织转移，如髌韧带、前交叉韧带（ACL,PCL）、侧副韧带（MCL,LCL）。通过对这些在胫骨和股骨附件的结缔组织材料性能及其行为的理解，研究人员可以开发计算模型来研究膝盖所经历不同负荷和由此造成的影响。该信息可以帮助更好的拉伸和运动技术的发展，用来伤害预防和治疗装置。
人体脊柱是一种复杂的肌肉骨骼结构，是人体内的关节结构。同时为整个盆骨以上整个身体提供结构性支撑，并为脊髓、脊柱弯曲、伸展、横向弯曲以及轴向旋转提供保护。由于这一系列的运动，在脊椎、结缔组织和关节以及脊柱表面之间有一个非常复杂的相互作用。通过力学测试，研究人员可以确定单个脊柱组件的材料特性和脊柱系统的运动特性。
通过力学试验，了解脊柱的材料特性和运动特性可用来研究头部相关运动、颈部受伤和机动车事故中的猛烈甩动。有了这些信息，研究人员和工程师可以持续改善车辆约束系统和接触、极限运动以及车辆运动的保护设备，例如足球、曲棍球、化学、滑雪板、四轮和污垢自行车。
研究人员还积极参与背部和颈部疼痛的原因和治疗。他们对材料性能和脊柱复杂性的认识会导致脊柱外科技术、椎间盘置换和植入物的改进以及老年脊柱椎间盘的机动性的限制。
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适合试验机型：TR830电子扭转疲劳试验机，TR810电子疲劳试验机。
原创作者：上海胥元机械有限公司
