發(fā)布時間：2022-01-13 13:08

　　對人體骨骼肌不同尺度的結(jié)構(gòu)和功能進(jìn)行深入研究是一項具有挑戰(zhàn)意義的任務(wù),并且上世紀(jì)已經(jīng)認(rèn)識到骨骼肌力的生成具有復(fù)雜的過程,例如通過神經(jīng)刺激產(chǎn)生電信號的過程、動作電位傳導(dǎo)過程以及肌小節(jié)產(chǎn)生主動力的過程等,然而研究人員對這些過程的相互耦合還遠(yuǎn)沒有完全理解。骨骼肌是由許多肌纖維組成的,并且肌纖維具有產(chǎn)生主動力的特性,骨骼肌與周圍的組織連接并相互作用。肌纖維的生理特性及力學(xué)特性與整個骨骼肌組織力學(xué)特性的結(jié)合對于理解骨骼肌相關(guān)疾病具有重要意義。通過對骨骼肌多尺度的研究,建立一種準(zhǔn)確的人體骨骼肌生物力學(xué)模型,該模型不僅可以幫助研究員理解運動相關(guān)的生理現(xiàn)象,而且可以提高的生物醫(yī)療技術(shù)以及對運動疾病做出有意義的指導(dǎo)。本文通過對從半肌小節(jié)到肌纖維以及肌纖維再到骨骼肌組織等多尺度結(jié)構(gòu)和功能的研究,建立了半肌小節(jié)模型以及動作電位傳導(dǎo)模型。通過將人體骨骼肌CT圖像導(dǎo)入Mimics,對人體骨骼肌組織進(jìn)行三維重建并對重建模型進(jìn)行了一系列優(yōu)化,獲得了質(zhì)量較高的骨骼肌三維實體模型,并將其導(dǎo)入Abaqus軟件中進(jìn)行有限元仿真分析。通過分析骨骼肌組織超彈性和不可壓縮生物力學(xué)等特性,建立了人體骨骼肌組織生物力學(xué)超彈性模型,包... 

【文章來源】：哈爾濱理工大學(xué)黑龍江省

【文章頁數(shù)】：57 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

Hill肌肉三元素模型

哈爾濱理工大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文因此，這個領(lǐng)域[18,19,20]主要研究肌肉模型，并將肌肉作為骨骼肌系統(tǒng)中的力學(xué)執(zhí)行器。然而上述這些模型通常忽略了肌肉組織本身的連續(xù)力學(xué)行為，例如骨骼肌組織的體積，與周圍組織連接的橫向行為等，而有限元分析方法提供了連續(xù)性的基本方法。連續(xù)模型需要進(jìn)行三維建模，并采取非線性，各向異性，不可壓縮性，肌肉纖維分布情況和羽狀角等特征，這些骨骼肌的連續(xù)本構(gòu)模型主要在主動應(yīng)力和被動應(yīng)力間使用加法分解。

第 2 章 骨骼肌生物力學(xué)模型的建立本章首先對骨骼肌組織的多尺度結(jié)構(gòu)和功能進(jìn)行詳細(xì)的研究，明確并骼肌肌纖維收縮機制，并通過對骨骼肌生物力學(xué)特性分析，建立了骨性超彈性應(yīng)變能函數(shù)，進(jìn)而建立骨骼肌生物力學(xué)模型。1 骨骼肌的結(jié)構(gòu)和功能人體肌肉系統(tǒng)是由三類肌肉構(gòu)成的：心肌，構(gòu)成心臟；平滑肌(非橫意肌)，是空腔臟器壁的組成部分；骨骼肌(橫紋肌或隨意肌)，通過肌附著。肌肉是人體最大的組織，并且成對出現(xiàn)于人體左右兩側(cè)，肌肉人體體重的 40% ~ 45%，并且共有 430 多塊肌肉。最強力的運動由不到肉完成。肌肉通過分散應(yīng)力吸收震蕩保護(hù)骨骼和提供動力。肌肉使骨為軸運動并對抗外力維持身體姿勢。肌肉的這種能力通常反應(yīng)肌肉群而不是其中某一單塊肌肉。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于分子馬達(dá)集體運行機制的骨骼肌收縮動態(tài)力學(xué)模型——基于分子馬達(dá)運行機制的骨骼肌生物力學(xué)原理（Ⅰ）[J]. 郭朝,殷躍紅.  中國科學(xué):技術(shù)科學(xué). 2012(06)
[2]分子馬達(dá)集體運行機制及肌小節(jié)動態(tài)力學(xué)模型[J]. 殷躍紅,郭朝.  中國科學(xué):技術(shù)科學(xué). 2011(11)
[3]肌球蛋白分子馬達(dá)的多力場耦合機理分析[J]. 郭朝,殷躍紅.  科學(xué)通報. 2010(Z2)

博士論文
[1]骨骼肌收縮的多尺度研究[D]. 董臣令.浙江大學(xué) 2017
[2]人體骨肌系統(tǒng)的整體生物力學(xué)建模與仿真分析研究[D]. 魏高峰.上海交通大學(xué) 2010

碩士論文
[1]基于骨骼肌三元素模型的仿生肌肉設(shè)計及應(yīng)用研究[D]. 葛鵬.合肥工業(yè)大學(xué) 2017



本文編號：3586490