摘要:

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摘要:全髋关节置换手术（total hip arthroplasty，THA）是治疗老年股骨颈骨折、中晚期股骨头坏死及终末期髋关节骨关节炎的有效手段。然而，THA术后仍存在假体无菌性松动、周围骨折和假体脱位等严重并发症，使得THA术前选择合适的髋关节假体型号和放置位置成为手术医师面临的重要挑战。目前常用的THA术前规划方法主要依赖二维X线或三维CT的静态影像，未能充分考虑髋关节在负重以及运动、腰椎-髋关节联合变化以及假体运动过程中撞击等问题。近年来，双平面X线影像系统作为一种新型在体、动态放射成像技术，为THA术前规划提供了全面、准确的动态三维数据。但目前关于双平面X线辅助THA术前三维规划的技术流程和专家共识尚未建立，影响了该技术的推广和应用。鉴于此，全国骨科专家和相关专业代表共同讨论提出7个共识问题，并通过对与会专家推荐意见的问卷调查得出“专家推荐率”和“强烈推荐率”。本共识旨在为双平面X线辅助THA术前三维规划技术的规范化应用提供指导和参考。

摘要:损伤生物力学是研究人体在外部载荷作用下的生物力学响应与损伤机制的交叉学科,旨在为预防、诊断与治疗人体损伤提供科学依据,广泛应用于临床医学、运动科学、康复工程、交通安全和航空航天等领域。 本文综述了2023 年度损伤生物力学的研究进展,主要涉及损伤机制的深度解析、损伤预测与防护策略创新,以及损伤诊断与康复技术的最新应用。 通过系统梳理研究进展,希望为未来损伤生物力学学科的持续发展提供新的研究方向与思路,并致力于推动跨学科交叉融合与技术创新。

摘要:目的 研究头盔在正面连续爆炸冲击波作用下对人体头部损伤的防护性能。方法 建立头-头盔有限元耦合模型，分析正面单次爆炸和正面连续爆炸冲击波作用场景下头盔对颅内压和颅骨应力等生物力学响应参数的影响，探讨颅脑组织在爆炸环境中的动态变化规律，评估头盔对人体头部的防护性能。结果 在正面单次爆炸冲击情况下，头盔能够有效降低额叶、枕叶和顶叶的颅内压，分别为32%、38%和19%，同时能够有效降低颅骨后方的应力高峰值。在正面连续爆炸冲击的情况下，头盔能够降低顶叶和枕叶的颅内压，分别为36%和21%，但由于缺乏面部保护，对额叶颅内压的影响有限。结论 相比于正面单次爆炸冲击波，正面连续爆炸冲击波因其对头部的有效作用时间较长，对颅脑损伤的影响更为严重。由于冲击波会从不同方向和高度传播，使得头盔对脸部的防护作用微乎其微。研究结果可为正面连续爆炸冲击波作用下人体头部损伤的生物力学研究以及新型头盔的设计提供重要参考。

摘要:目的 为制定具有中国人体特征的汽车碰撞安全标准提供基础数据，探究载荷冲击下乘员肌肉主动力对头颈部运动学响应的影响。方法 基于中国人体征第50百分位男性志愿者CT图像，构建了包含颈椎、肌肉、脂肪的颈部有限元模型，对该被动模型进行正面碰撞、侧面碰撞仿真的有效性验证，并对该模型添加梁单元模拟颈部肌肉的主动力。结果 所开发颈部模型包含143 793个单元，165 077个节点，且仿真实验数据与志愿者实验数据趋势一致，验证了模型的有效性。由激活态模型与被动态模型的仿真对比结果可知，激活态模型运动峰值低于被动态模型，在侧面碰撞中，激活态模型头部在冠状面的水平位移不能完全吻合志愿者实验通道。结论 肌肉主动力可以维持身体的姿势和稳定性。由于不同个体肌肉的生理横截面积等因素的不同，使得不同个体产生的激活曲线以及肌肉主动力也不尽相同。本研究开发的男性颈部有限元模型是依据我国最新的男性体征统计数据，解剖学结构详实，生物逼真度高，可用于中国人体征中等身材男性颈部损伤机制的研究。

摘要:目的 探究振动环境下头盔对飞行员椎间盘响应的影响。方法 基于人体颈椎计算机断层扫描图像，建立C5~6颈椎节段的多孔介质有限元模型。对验证后的模型施加A、B、C头盔和无头盔4种工况载荷，开展时长3 600 s振动分析，考虑振动频率影响，得到髓核和基质的最大多孔压力与最大主应力。结果 在同一振动频率下，髓核和基质的最大多孔压力逐渐降低并趋于平稳，髓核和基质最大多孔压力曲线在B头盔情况下最高，C、A头盔次之，无头盔最小。B头盔情况下髓核的最大主应力曲线高于C、A头盔和无头盔。在5、9 Hz振动频率下，不同头盔作用时基质的最大主应力随时间增加，在约1 200s后逐渐接近且趋于稳定。同一头盔情况下，在加载1 200~2 400 s后，髓核在9 Hz下最大主应力曲线高于5、1 Hz曲线。基质在9、5 Hz下的最大主应力曲线接近，均高于1 Hz情况。结论 不同头盔对椎间盘内髓核和基质多孔压力有显著影响，振动频率的升高导致基质的最大主应力增加。

摘要:目的 研究汽车振动下突出腰椎间盘力学响应的变化规律。方法 使用羊腰椎间盘制作突出和健康试样，分别以前屈和垂直方式进行压缩加载，模拟不同坐姿下汽车驾驶员的腰椎受力，在此基础上进行动态蠕变试验。使用标准线性固体模型描述动态蠕变时腰椎间盘的黏弹性力学行为，计算动态蠕变应变、应变率、弹性模量，分析本构方程的物理意义。结果 腰椎间盘突出试样的动态蠕变应变显著大于健康试样，而振幅基本不变；振动加速度对于动态蠕变应变基本没有影响，而对于振幅影响显著；前屈方式对于动态蠕变应变略有影响，而对于振幅影响显著。本构方程计算结果与实验测试结果一致。结论 研究结果对预防汽车驾驶员腰痛疾病具有重要的理论指导意义。

摘要:目的 探究鼻眶筛合并颧骨骨折生物力学机制及面中部骨骼薄弱点，为颌面部特定区域的创伤防护提供理论依据。方法 收集1名颅颌面骨骼正常的青年男性颅颌面CT数据，利用Mimics等软件三维重建人体颅颌面有限元模型，动态模拟以16 m/s及撞击部位骨折临界速度撞击鼻骨、眶下缘内侧1/3、颧骨及额骨上颌骨交点的情景，分析面中部不同部位在不同撞击速度下力的传导方向及骨骼生物力学变化。结果 不同工况下，以16 m/s初始速度撞击眶下缘内侧1/3及额骨上颌骨交汇点时，鼻眶筛区及颧骨处所承受的应力会显著增高，其数值甚至超过150 MPa的阈值；而在其他工况下，并未出现鼻眶筛区和颧骨应力同时超过150 MPa的现象。结论 鼻眶筛合并颧骨骨折多与高冲量的撞击相关，高速撞击额骨上颌骨交点及眶下缘内侧1/3处时，容易发生合并骨折。眶下壁是面中部的相对薄弱点。

摘要:目的 研究发育性髋关节发育不良（developmental dysplasia of the hip, DDH）力学负荷异常对软骨下骨的骨显微结构和骨血管的影响，以及骨显微结构和骨血管之间的相关性。方法 使用襁褓法构建新生大鼠DDH模型，对股骨头的关节软骨和软骨下骨进行苏木素-伊红染色、番红固绿染色和免疫组化染色等组织学染色，对软骨下骨进行显微计算机断层扫描（Micro-CT）分析骨显微结构。 结果 DDH大鼠出现关节软骨退变，同时伴有软骨下骨的骨显微结构恶化、骨形成减少和血管形成增多，且软骨下骨的血管形成水平与骨显微结构恶化程度呈正相关。结论 DDH力学负荷异常导致关节软骨出现退变，软骨下骨的血管形成增多，软骨下骨的骨显微结构恶化，相关性分析揭示了软骨下骨的血管异常形成可能是造成骨显微结构恶化、DDH进展的重要原因。本研究为探究DDH疾病的发生发展提供了新的研究方向。

摘要:目的 研究人工膝关节磨损过程的接触应力变化，针对膝关节假体因磨损而引发的振动设计信号采集系统，为人工膝关节磨损状态在线监测提供新的技术手段。方法 为有效采集振动信号，通过分析膝关节假体在运动过程中的动力学模型，得到胫骨衬垫接触应力主要分布区域，确定振动传感器的最佳安装位置。通过拉格朗日方程求解膝关节股骨假体的动力学模型，获取股骨假体的力矩变化曲线验证有限元分析的有效性。通过摩擦磨损试验中不同安装位置振动传感器采集的信号和不同区域表面形貌进行对比，验证采集系统设计和有限元分析结果的有效性。结果 基于动力学仿真分别得到屈曲、内外旋、前后位移和上下位移4个自由度下胫骨衬垫的接触应力集中区域。胫骨衬垫的中部和后部接触应力集中明显，振动传感器安装在胫骨衬垫后端，采集到的信号具有更大幅值，有利于膝关节假体振动信号的特征提取。结论 基于动力学仿真分析设计的振动信号采集系统能够有效采集人工膝关节在磨损过程中产生的振动信号。研究结果为后续探究人工膝关节的磨损机制、实现其全寿命健康状态监测提供重要手段。

摘要:目的 分析比较3D打印个性化导板（patient-specific instrumentation，PSI）辅助的内侧开放楔形胫骨高位截骨术（open-wedge high tibial osteotomy，OWHTO）与传统内侧OWHTO在术后力学稳定性、力线调整的精确性以及临床疗效等方面的差异。方法 收集2019年1月~2022年1月期间被诊断为膝骨关节炎KOA并接受OWHTO患者资料。根据手术方法分为传统方法组（23人）和3D打印PSI辅助组（18人）。通过对比两组患者术前规划的目标矫正髋-膝-踝角（hip-knee-ankle，HKA）与术后HKA角差值、术前胫骨后倾角（posterior tibial slope，PTS）和术后PTS角差值，评估两种方法矫正的精度。收集分析两组患者术前、术后1、6、12和24个月Lysholm评分、膝关节疼痛评分（visual analogue scale，VAS）和西安大略和麦克马斯特大学骨关节炎指数（WOMAC）评分作为患者的临床疗效指标。收集分析两组患者术后并发症的发生情况，评估PSI辅助OWHTO的安全性。结果 两组患者的人口学特征、术前影像学和临床症状类似（P＞0.05）。在矫正精度结果方面，传统OWHTO的HKA角差值为2.7°±1.8°，3D打印PSI辅助OWHTO的HKA角差值0.8°±1.1°（P＜0.001）。传统OWHTO的PTS角差值为2.8°±2.2°，PSI辅助OWHTO的PTS角差值1.7°±1.9°（P=0.003）。在临床疗效方面，PSI辅助组的手术时间为(59.2±14.8) min，显著短于传统方法组的(87.6±21.4) min（P=0.019）。PSI辅助组患者Lysholm、VAS、WOMAC评分在术后各个随访时间点优于传统方法组。在手术并发症方面，传统方法组共有4例（17.3%）患者发生术后并发症，PSI辅助组有3例（16.7%），两组间无明显统计学差异。结论 与传统方法相比，3D打印PSI辅助OWHTO可以获得更好的精确度、更好地矫正下肢力线，并且具有良好的临床疗效和安全性。研究结果为临床医生选择手术方案提供有益的参考。

摘要:目的 探讨人工全膝关节置换术（total knee arthroplasty，TKA）中髌骨高度及倾斜角对远期膝关节活动度影响。方法 纳入2020年1月~2022年12月于徐州医科大学附属医院行TKA且未行髌骨置换的患者116例。根据患者术后1年内膝关节活动度恢复情况，将患者分为膝关节活动度正常组（膝关节活动度≥120°）42例和活动度下降组（膝关节活动度＜120°）74例。术后1年，比较两组患者的髌骨高度和倾斜度；术后3个月、术后1年，记录两组患者的膝关节功能和膝关节疼痛的恢复状态。结果 116例患者术后无神经、血管、韧带损伤，术后无髌骨脱位、感染发生，术后切口一期愈合良好。术后1年，正常组患者的髌骨高度Insall-Salvati比值和髌骨倾斜度低于下降组（P＜0.05）。术前、术后3个月、术后1年，两组患者膝关节功能HSS评分逐渐升高，正常组HSS评分高于下降组（P＜0.05）；两组患者的膝关节疼痛评分逐渐降低，正常组疼痛评分低于下降组（P＜0.05）。髌骨高度、髌骨倾斜度是TKA术后膝关节活动度下降的危险因素（P＜0.05）。结论 未行髌骨置换的TKA患者，患者术后的膝关节活动度下降与术后髌骨高度增加及髌骨倾斜角增大相关。

摘要:目的 考虑UHMWPE髋臼内衬蠕变效应，对在不同日常生理活动中髋关节假体的磨损情况进行分析。方法 建立CoCr股骨头与UHMWPE髋臼内衬的有限元分析模型并验证，对比分析ISO 14242标准步态及站起/坐下、爬楼梯和屈膝对髋关节假体的磨损和蠕变影响。结果 在ISO 14242标准步态下，未考虑蠕变时，髋臼内衬的最大接触压力从18.3 MPa降至12.2 MPa；考虑蠕变时，最大接触压力从15.3 MPa降至14.2 MPa。磨损和蠕变造成的最大线性穿透深度分别为0.47、0.11 mm，磨损体积为205 mm3。不同生理活动下的磨损量依次为爬楼梯>站起/坐下>ISO标准步态>屈膝。蠕变量依次为ISO标准步态>爬楼梯>屈膝>站起/坐下。结论 髋臼内衬的磨损和蠕变在不同生理活动下表现出显著差异。蠕变效应减小了UHMWPE髋臼内衬的最大接触压力，从而降低了磨损体积。髋关节假体设计需综合考虑蠕变和磨损效应，以优化假体性能并延长其使用寿命。

摘要:目的 建立患者简化盆骨模型并模拟髋臼周围截骨术（periacetabular osteotomy，PAO），探究PAO对站立位下骶髂关节受力的影响。方法 对患者髋关节模型前方中心边缘角（anterior center edge angle，ACEA）与外侧中心边缘角（lateral center edge angle, LCEA）进行调节，得到除术前的27个模拟术后模型。在单腿和双腿站立两种情况下，对各模型进行有限元计算分析，探究骶髂关节软骨受力变化规律与分布情况，并结合髋关节受力情况进行分析。结果 单腿站立时，正常人骶髂关节软骨最大应力为18.2 MPa，随着ACEA的增大，患者骶髂关节软骨von Mises应力从34.5 MPa降低到19.8 MPa，骶髂软骨整体应力呈现下降趋势。髋臼软骨最大von Mises应力从4.767 MPa降低到2.7 MPa。但在ACEA=36°前，髋臼软骨整体应力呈现下降趋势；在ACEA=36°后开始增大，应力分布明显改善。双腿站立时，患者病侧骶髂关节软骨最小von Mises应力为2.8 MPa，最大von Mises应力为6.5 MPa。正常侧受力未有太大变化，双侧受力差值逐渐减小。结论 PAO不仅能使髋关节受力情况得到改善，也能使骶髂关节的受力情况得到好转，但是骶髂关节的改善规律和髋关节并不相同。在做手术前，根据髋关节与骶髂关节进行综合性规划，能为医师手术做参考，对髋臼发育不良患者治疗得到更好效果具有重要意义。

摘要:目的 基于 L4~5节段后路腰椎椎间融合术（posterior lumbar interbody fusion,PLIF）模型研究双侧椎弓根螺钉（bilateral pedicle screw, BPS）和双侧改良皮质骨轨迹螺钉（bilateral modified cortical bone trajectory screw，BMCS）联合固定技术的生物力学特性。方法 根据3具尸体腰椎标本，建立L1~S1腰椎有限元模型。BPS-BPS（TT螺钉位于L4~5）、BPS-BMCS（TT螺钉位于L4，MCBT螺钉位于L5）、BMCS-BPS（MCBT螺钉位于L4，TT螺钉位于L5节段）和 BMCS-BMCS（MCBT螺钉位于L4~5）植入有限元模型中。在400 N载荷和 7.5 N·m力矩的屈曲、后伸、弯曲和旋转条件下，比较 L4~5节段运动范围（range of motion，ROM）以及内固定系统、融合器和连接棒的峰值应力。结果 BMCS-BPS组在旋转工况下ROM以及融合器、内固定系统和连接棒峰值应力均小于BPS-BPS组、BPS-BMCS组、BMCS-BMCS组。BPS-BMCS组和BMCS-BPS组较BPS-BPS组显著降低了弯曲、旋转工况下L4~5节段ROM，较BMCS-BMCS组显著降低了旋转工况下L4~5节段ROM。BPS-BMCS组和BMCS-BPS组在弯曲工况下较BPS-BPS组和旋转工况下较传BMCS-BMCS组显著减少融合器沉降的风险。BPS-BMCS组和BMCS-BPS组较BPS-BPS组、BMCS-BMCS组显著降低了弯曲、旋转工况下连接棒断裂失效的风险，且增强了内固定系统的稳定性。结论 PLIF联合BPS-BMCS 和 BMCS-BPS固定技术，可为人体在弯曲和旋转时可提供较好的内固定系统稳定性、椎体稳定性以及较低的融合器沉降和连接棒断裂风险，从而提高手术成功率和患者的康复效果。

摘要:目的 评估头盆环牵引治疗脊柱侧弯的最佳牵引量，为临床手术的评估和康复等提供理论参考。方法 建立包含脊髓的胸腰椎三维模型，并进行模型的有效性验证。对模型施加5组不同的牵引量（10、15、20、25、30 mm），通过模拟不同牵引量下脊柱的生物力学响应，来确定最佳牵引量。结果 随着牵引量的增加，Cobb角逐渐减小，尤其在15~20 mm之间，Cobb角减少量占最大减少量的50%~70.5%，主弯曲处脊柱的应力为最大应力的47.4%~67.5%，脊髓灰质和白质的应力分别为最大应力的70.3%~84.5%和68.8%~83.9%。结论 15~20 mm牵引量是治疗脊柱侧弯的最佳选择。在这一范围内，可以最大化地矫正Cobb角，同时保持较低的应力水平，减少脊柱和脊髓的损伤风险。

摘要:目的 探讨不同牙槽骨高度下正畸牙移动的生物力学特点，为正畸临床治疗提供理论参考。方法 建立牙槽骨高度正常以及降低1/3、1/2、2/3的4组下颌牙列模型。模拟下颌中切牙在不同载荷下进行舌向移动、远中移动、压低移动。分析牙齿牙周膜应力及位移的分布和变化。结果 在3种移动中，随着牙槽骨高度的降低和矫治力的增大，牙颈部应力集中程度和牙周膜等效应力增加。同时，各观察点位移量和冠根位移差增大，牙齿倾斜移动趋势加重。当牙槽骨高度降低2/3，舌向及远中移动矫治力达150 g，压低移动达100 g时，牙周膜等效应力增大至最大，牙齿倾斜移动趋势最明显。结论 牙槽骨高度的降低会加重牙槽嵴顶的应力集中及牙齿倾斜移动的趋势。对于牙周条件差的正畸患者，应根据其牙槽骨高度相应降低矫治力，确保正畸治疗的安全有效。

摘要:目的 模拟种植体渐进性负荷过程,评估渐进性负荷方式对种植体周骨改建的影响。方法 采用有限元分析结合ANSYS参数化设计语言（ANSYS parametric design language，APDL）程序，计算种植体植入6个月内使用常规负荷（对照组）及渐进性负荷（实验组）的种植体周平均骨密度，观察种植体周围1 mm3感兴趣区域（region of interest，ROI）内骨组织的生物力学作用及骨密度变化。结果 对照组在术后6个月内皮质骨骨密度降低0.19 g/cm3，而实验组仅降低了0.15 g/cm3，松质骨内各区域骨密度在实验组中相比对照组增长0.4 g/cm3。实验组皮质骨内骨密度下降程度小于对照组，松质骨内实验组增长大于对照组。有限元分析实验组等效应力分布范围及最大值(8.9 MPa）明显大于对照组（6.68 MPa）。结论 在种植术后6个月内使用渐进性负荷方式，能够使种植体周围骨组织的应力分布有助于种植体愈合过程中边缘骨组织的稳定。与常规负荷方式相比，渐进性负荷方式下种植体周骨密度增长程度更多，效果优于常规负荷方式。

摘要:目的 通过XCM深度神经网络模型预测排球运动员扣球落地左腿前交叉韧带（anterior cruciate ligament,ACL）应力情况。方法 基于核磁共振和CT影像建立完整的膝关节有限元模型；通过8镜头Qualisys动捕系统和Kistler三维测力台同步采集排球运动员运动学和动力学数据；通过OpenSim中肌骨模型计算膝关节力矩，将关节力矩作为有限元模型输入，输出ACL应力；将运动学、动力学数据作为神经网络的输入，ACL应力作为输出。结果 排球运动员扣球落地ACL等效应力峰值为（27.7±0.36）MPa，最大主应力为（8.2±0.23）MPa，最大剪切应力为（14.7±0.32）MPa；等效应变（5.7±0.008）%，最大主应变（5.0±0.006）%、最大剪切应变为（7.6±0.009）%。预测值与计算值间归一化的均方根误差为5.84%~7.12%，均方根误差为0.251~0.282。结论 XCM模型可在一定范围内预测排球运动员扣球过程中ACL应力情况。研究结果为获得排球运动员生物力学数据提供新途径，以及帮助排球运动员预防ACL损伤提供有效方法。

摘要:目的 探究调控运动皮层的经颅直流电刺激（transcranial direct current stimulation，tDCS）对递增负荷耐力运动表现的影响。方法 采用随机、双盲、平行对照设计。40名健康成年人随机分为真刺激组（持续20 min刺激）或假刺激组（仅开始1 min内提供30 s缓升和30 s缓降刺激）。使用多焦点tDCS调控多区域皮层兴奋性，将7个小电极（3.14 cm2圆形电极）放置于初级运动区、前运动区和辅助运动区，单个电极注入电流不超过1 552 μA，总电流不超过3 998 μA。在干预前进行递增负荷运动基线测试，间隔48 h后进行干预刺激，随后进行运动测试。采用双因素方差分析真假刺激对刺激前后递增负荷运动表现的影响。结果 受试者全部完成干预且耐受性较好。方差分析结果表明，两组的运动时长及输出功率无显著差异（P>0.05），进一步组内统计显示，真刺激干预后递增负荷转速提高（P=0.012）。结论 调控运动皮层的经颅直流电刺激可提高健康成年人自行车递增负荷运动的平均转速，提示该刺激方案可能是一种提高耐力项目运动效率的潜在手段。

摘要:目的 明确跑鞋跟掌落差对髌股关节痛跑者跑步时髌股关节和跟腱负荷特征的急性影响。方法 16名髌股关节痛跑者穿着不同跟掌落差的跑鞋进行跑步测试，应用红外动作捕捉系统和三维测力台采集体表标志点和地面反作用力数据，基于髌股关节和跟腱生物力学模型计算髌股关节应力、跟腱力等参数。结果 与正跟鞋相比，穿着负跟鞋在39%~47%支撑期髌股关节应力（P<0.001）、支撑期髌股关节最大应力及冲量（P<0.05）较小，但在12%~46%支撑期跟腱力（P<0.001）及跟腱力冲量较大（P=0.001）。且与零跟鞋相比，穿着负跟鞋在12%~31%支撑期跟腱力（P<0.001）及跟腱力冲量（P=0.023）较大。结论 与正跟鞋相比，髌股关节痛跑者穿着负跟鞋跑步时髌股关节应力和冲量较小，可能可以限制髌股关节痛的进一步发展；与零跟鞋和正跟鞋相比，穿着负跟鞋跑步时跟腱力和跟腱力冲量较大，可能增加跟腱损伤风险。建议髌股关节痛跑者在更换负跟鞋前先进行适应性训练，从而在不增加跟腱损伤风险的同时限制髌股关节痛的进一步发展。

摘要:目的 探寻1 500 m自由泳比赛中奖牌获得者是否与竞争对手选择不同的节奏策略，从而确定获得比赛胜利的有效节奏策略特征。方法 选取2003~2023年游泳世锦赛1 500 m自由泳决赛运动员为研究对象，根据最终名次对比赛中175名精英运动员分段时间、比赛成绩分别计算，比较奖牌获得者与其竞争对手在节奏策略主要指标之间的差异，对上述的变量选择单因素方差分析。结果 不论分段时间，还是出发、途中游和冲刺阶段速度，奖牌获得者均拥有明显的优势（P<0.01，P<0.001）。比赛成绩归一化后，奖牌获得者与第4~8名运动员在分段时间百分比和标准化速度上的差异主要体现在前、后半程的后400 m左右（P<0.05）。无论是否获得奖牌，男子自由泳运动员节奏策略类型以反J型、U型居多，而女子则以反J型为主（90.9%）。奖牌获得者的出发和冲刺指数较高，但是仅冲刺指数与第4~8名运动员存在显著性差异（P<0.05），同时在途中游阶段的变异系数以及变异系数密度分布的中位数和四分位数明显较低。结论 不论性别和最终比赛名次，1 500 m自由泳决赛运动员基本上都采用类似的抛物线节奏策略。但是相对第4~8名运动员，奖牌获得者均选择相对保守的出发策略、较为稳定的途中速度以及强劲的冲刺。综合来看，反J型曲线是精英自由泳运动员获得1 500 m比赛胜利的有效节奏策略。

摘要:目的 通过分析轻度下肢不等长（leg length discrepancy，LLD）儿童步态动力学、运动学及时空参数对称性特征，探讨LLD对儿童生长发育可能存在的影响或风险，为早期评估及干预提供理论依据。方法 使用改良的传统三维模型，在每名受试者体表放置31个荧光标记点，采集步态参数并计算对称指数（symmetry index，SI）。记站立位同侧髂前上棘-外膝-外踝荧光标记点的空间距离为下肢长度，纳入59例下肢长度差值0.5 cm＜l≤2.5cm儿童为轻度LLD组，42例下肢长度差值l＜0.5 cm儿童为正常对照组，再按年龄分为1~6周岁组与7~14周岁组，分别进行统计分析，计算组间步态参数的SI差异。结果 1~6周岁轻度LLD儿童与正常儿童相比，承重反应期、足蹬离地面垂直方向地面反作用力以及膝关节最大功率的SI存在显著差异；7~14周岁轻度LLD儿童与正常儿童相比，骨盆运动范围的SI存在显著差异。结论 低年龄段儿童不等长下肢的肌肉力量、控制能力不平衡，随着步态模式发育成熟，不平衡的表现出现在骨盆运动层面，提示临床上应予及时关注或早期评估。

摘要:目的 研究完成不同方向连续转弯行走时老年人与青年人身体动态稳定性差异，为老年人连续转弯时预防跌倒提供理论依据。方法 使用三维动作捕捉系统采集15名健康老年人和15名青年人在逆时针和顺时针两方向8字转向行走时身体43个标记点的运动学数据，使用V3D软件提取人体步态和质心速度等数据，再计算特征时刻人体向前和内侧方向的动态稳度。结果 与顺时针转弯相比，青年人在逆时针转弯时内侧腿步宽显著增大，内侧腿足尖离地时刻向前的动态稳度显著减小，而老年人以上指标差异无统计学意义。结论 年龄和转弯方向会同时影响内侧腿足尖离地时刻身体向前的动态稳定性。与青年人不同，健康老年人在转弯行走时采取更谨慎的策略，以保持身体的向前和向内的动态稳定性。建议老年人日常生活中增加连续转向行走锻炼，从而提高侧向稳定控制能力及自信心。

摘要:目的 探索树突状细胞（dendritic cells，DC）感知细胞外力学微环境变化动态调整其迁移行为的分子机制。方法 通过构建不同刚度水凝胶基底解析DC力学微环境对其迁移行为的调控作用；通过构建大鼠肝脏纤维化模型，并利用免疫组化实验，探究肝脏纤维化对DC迁移能力的影响；通过生信分析人/小鼠纤维化肝脏单细胞测序数据寻找介导DC迁移行为力学感知的关键分子，并利用RT-qPCR验证上述关键分子在不同刚度基底上小鼠DC中的表达量。结果 DC在硬基底上迁移能力显著低于较软基底；大鼠纤维化肝脏中的DC浸润增加；肝硬化患者与正常人肝脏浸润DC相比存在682个差异表达基因，进一步通过KEGG和GO通路富集分析并聚焦细胞骨架调控、迁移相关基因，筛选出12个可能介导DC迁移刚度感知的关键分子。其中，AIF1、GPR65、MYL12B、RAC1、RHOG基因在肝硬化患者中表达上调，而ACTB、ACTG1、ARF6、CDC42、COTL1、PFN1、TMSB10等基因表达下调。培养在硬基底上的小鼠DC中ACTB、CDC42表达量下调，与人体肝硬化患者肝DC情况中情况一致。结论 肝脏纤维化潜在导致DC迁移能力受损，进而导致DC浸润增加，ACTB、CDC42两种分子有可能是介导DC迁移行为刚度感知的关键调控分子。研究结果为改善DC介导的抗肿瘤免疫功能提供理论依据和新策略。

摘要:目的 探究张力调控ICAP1/β1整合素相互作用的机制与分子结构基础。方法 基于ICAP1/β1整合素胞质尾部复合物的晶体结构数据（PDB ID：4DX9），通过拉伸分子动力学模拟，观察分析β1整合素上的张力加载对ICAP1/β1整合素复合物结构和结合力的影响。结果 张力将通过诱导结合界面的局部变构来双向调节ICAP1/β1整合素复合物的解离，它将先提高后降低β1整合素对ICAP1的结合亲和力，阈值点发生在10 pN。对张力加载敏感的主要残基相互作用主要存在于ARG140-THR789、MET141-THR789和 ASP145-SER785之中。结论 随着加载在β1整合素胞质尾部的张力增加，结合面的变构将导致ICAP1对β1整合素活化的抑制作用先增强后减弱，张力转捩点出现在10 pN，提示力开启的整合素激活，需要具备足够的力学刺激强度。研究结果为靶向β1整合素的抗体药物研发提供了一条新思路。

摘要:目的 研究弯曲形中空纤维反应器对人工肝传质动力学的影响，为新型反应器结构优化设计和临床操作参数提供依据。 方法 采用数值模拟方法，建立三维弯曲形中空纤维反应器计算流体动力学（computational fluid dynamics, CFD）模型，通过K-K方程和达西定律综合考虑反应器内的对流传质与扩散传质，并分析弯曲数量和弯曲幅度对传质行为的影响。结果 弯曲形反应器内由于离心力作用会产生Dean涡，促进管程内溶质再混合进而增强扩散传质，同时弯曲形反应器跨膜压大进而增强对流传质，即Dean涡和大的跨膜压共同提高了溶质的清除速率。弯曲数量为0、3、6、9、12且弯曲幅度为1 mm时，胆红素的清除速率分别为113.44、117.95、121.89、129.89、140.57 mL/min；弯曲幅度为0、0.5、1、1.5、2 mm且弯曲数量为3时，胆红素的清除速率分别为113.44、115.45、117.95、120.16、123.14 mL/mi。结论 弯曲形中空纤维反应器有助于提高人工肝的毒素清除效率。

摘要:水凝胶具有良好的生物相容性以及与天然生物组织相似的力学性能，已广泛应用于生物医学领域。随着生物力学的发展，越来越多的研究发现，基于动态共价键构筑的黏弹性可调复合水凝胶，其优越的生物力学特性和刺激响应性，能更好模拟生物组织和天然细胞外基质随时间变化的黏弹性力学特性。本文详细总结基于不同类型的动态共价键（亚胺键、二硫键、硼酸酯键等）所构筑的黏弹性可调复合水凝胶在调控细胞功能、影响组织再生修复以及药物递送等领域的应用，并提出未来研究所面临的挑战与机遇。

摘要:近年来，颞下颌关节（temporomandibular Joint, TMJ）的运动在口颌系统整体健康中的作用日益受到口腔医学和康复医学领域的关注，其定量分析对理解和治疗口颌功能障碍具有重要价值。本文回顾近10年来电子描记、光学捕捉以及双平面透视追踪技术在临床和研究中的应用进展。电子描记和光学捕捉技术以其高精度和实时反馈，在分析TMJ运动特征、评价治疗效果及优化治疗技术等方面已广泛应用。双平面透视追踪技术在分析复杂关节运动时显示出高度精确性和可重复性。尽管这些技术的操作复杂性、数据稳定性及安全性方面仍存不足，但随着运动分析技术的发展和口颌系统功能的深入研究，预计未来将显著提升口颌系统疾病的诊治精度和个性化水平。

摘要:全髋关节置换术(total hip arthroplasty,THA)的术前规划、术中导航和术后康复等环节，都因人工智能（artificial intelligence，AI）技术的介入而得到显著优化。本文综述AI技术在医疗影像分割和配准方面的最新进展，特别关注其在THA中的应用。医疗影像与自然影像的显著差别对AI算法的设计构成挑战。深度学习技术，特别是CNN、U-Net和Transformer模型，在各项医疗影像分割和配准任务上表现突出。AI技术通过深度学习分析CT影像，显著提高了髋部病变的识别准确性。在术中引导方面，AI系统利用智能分割和运动状态模拟，为手术提供实时导航和精确定位，有效提升手术效率。AI技术还涉及手术成本预测和术后康复，通过马尔可夫模型等方法，为医疗决策提供了有力的数据支持。随着深度学习技术的不断进步，医疗影像分析正逐步实现自动化和智能化，对改善患者的整体手术体验和临床结果具有重大的临床意义，预示着未来在医疗影像领域可能实现的新突破。

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