通用肌肉骨骼损伤的新力学机制
组织与器官
2009-04-09 v5 定量方法
摘要
预测和预防肌肉骨骼损伤是预防健康科学的一个重要方面。本文以人体膝关节为例，提出了一种新的耦合加载率假说，该假说认为任何肌肉骨骼损伤的通用原因是欧几里得冲击，即SE(3)冲击，这是一种同时作用于关节多个耦合自由度的冲击载荷。通俗地说，它是关节在所有6个自由度上的加速度变化率乘以身体相应部分的质量。就人体膝关节而言，当大部分身体重量集中在一条腿且膝盖半屈时，由于某种外部冲击，膝盖突然“猛动”；这种情况可能发生在跑步、滑雪、体育比赛（如足球、橄榄球）以及各种碰撞/冲击中。为了正式证明这一点，基于先前定义的协变力定律及其在创伤性脑损伤中的应用，我们构建了人体关节运动的耦合牛顿-欧拉动力学，并从中推导出相应情况下关节的耦合SE(3)冲击动力学。SE(3)冲击是两种不连续性关节损伤的主要原因：(i) 轻度旋转向错和 (ii) 重度平移脱位。由SE(3)冲击引起的关节向错和脱位均使用Cosserat多极粘弹性连续介质关节模型进行描述。
引用
@article{arxiv.0807.1759,
title = {New Mechanics of Generic Musculo-Skeletal Injury},
author = {Vladimir G. Ivancevic},
journal= {arXiv preprint arXiv:0807.1759},
year = {2009}
}
备注
13 pages, 1 figure, latex - major corrections