人体骨骼应力应变测试提升骨科医疗水平

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众所周知，骨骼是人体重要的组成部分，它是人体生存和运动的支柱，起到支撑和保护身体的作用。人体骨骼各种形状是人类为适应各种生存环境需要而长期演化形成的，具有复杂的内在和外在结构，使骨骼在减轻重量的同时能够保持坚硬。

骨骼的成分之一是矿物质化的骨骼组织，其内部是坚硬的蜂巢状立体结构；其还包括了骨髓、骨膜、神经、血管和软骨，为各向异性、非均匀材料，组织及结构比较复杂，且机械性能受骨骼种类、干湿程度、年龄、性别等因素的影响，使其不同骨骼的性能各不相同。同时同一根骨头在不同位置的性能也不相同。因此，在研究人体骨骼时，需要对骨骼进行测试，来验证人体在运动状态下，骨骼各部位的变形、抗冲击能力及最大承受力。

近日，河北医科大学第三医院用德国m+p国际公司硬件VibRunner及SmartOffice软件对其人体骨骼标本进行了应变测试，通过模拟人体运动状态来验证人体骨骼特定部位的变形情况及抗冲击能力。本系统可支持各种应变花测量，可支持1/4桥、半桥及全桥测量及电压测量，并可进行实时的应力计算，适用于各种条件下的采集需求。

试验现场

V硬件

如上图所示，通过调整骨骼相对于压力机的相对角度，模拟人体正常运动的情况，使其复现人体在正常运动中的骨骼受力工况，进而了解其不同部位的应变数据。在人体骨骼标本上粘贴应变片，经由m+p Vibrunner系统进行数据采集和后处理，从而得到所需的数据。此种方法测得的数据能够反映骨骼内应力分布的真实客观情况和规律，而且也可以用于各种复杂外界环境下的测量，例如远距离遥测，并自动记录和分析处理数据。

当人体骨骼上下或左右运动时，其关节粘膜会产生摩擦。当运动剧烈时，则有可能引起骨折等损伤。河北医科大学第三医院通过以上应力应变试验，可以获得准确的试验数据研究骨折时人体骨骼的损伤情况，然后将其应用到后续骨折医治方案中，科学提高或优化现有的医疗方案，使其能够更科学、更严谨的为骨科医疗领域服务。