首页 > Academic leaders > 学科简介
学科简介

生物力学的简要历史 :

1.Galen of Pergamon (129-199):肌肉运动,认识到肌肉运动与肌肉收缩有关
2.Leonardo da Vinci (1452-1519):第一次准确的描述了诸如肩、胯这些部位的关节结构及其运动,肌肉的受力情况等
3.Andreas Vesalius (1514-1564):出版了‘The Fabric of the Human Body’,更精确地描述了人体的肌肉系统及其运动
4.Galileo Galilei (1564-1642):研究了人体跳跃、行走等的生物力学
5.Santorio Santorio (1561-1642):研究了人体体重随时间变化的规律以及新陈代谢规律
6.William Harvey (1578-1657):对动脉和静脉的循环流动进行了实验研究
7.Gionanni Borelli (1608-1679):发表了‘On the Motion of Animals’
8.Jan Swammerdam (1637-1680):研究了神经与肌肉收缩
9.Robert Hooke (1635-1703):虎克定律,提出了‘细胞’
10.Isaac Newton (1642-1727):虽然没做生物力学但提出了牛顿流体的概念,这是生物力学的一个重要基础
11.Stephen Hales (1677-1761):可能是第一个测量血压的人
12.Leonard Euler (1707-1783):把牛顿定律推广应用到连续介质,连续介质力学被广泛地用于生物力学
13.Thomas Young (1773-1829):研究振动和声等、杨氏模量
14.Ernst Weber (1795-1878):发表了‘On the Mechanics of the Human Gait Tools’,是最早研究人体步态的人
15.Etienne Marey (1830-1940):研究动物的运动,发明了电影摄影机
16.Wilhelm Braune & Otto Fisher (worked together from 1895-1904):发表了‘Human Gait’用多部摄影机同时拍摄的方法研究了三维运动

生物力学的崛起(20世纪60th ~ 80th )

背景1:
医学进步的需要:e.g. 心脑血管疾病
生理过程定量规律;e.g. 微循环·············冯元桢 & Sobin, Zweifach, et al
病理机制; e.g. 粥样硬化 ·········Caro & Lighthill

背景2:
生物医学工程和产业:e.g. 人工器官(BME的标志)
“莱特兄弟的飞机飞上天时,并不懂空气动力学。但如果没有空气动力学,就不可能有航空工业。”

生物力学研究的方法:

生物力学虽然是一门新兴学科,但其研究问题的方法不外乎还是应用传统的物理和工程的基本原理。以下是生物力学在解决具体问题上的几个重要的步骤和环节:
1.当研究生物体(人体)中某一系统或器官时,我们首先应了解该系统或器官组织的形态及解剖学、了解其几何形状结构
2.搞清研究对象材料的力学性质、本构关系。这是非常重要的一环,但也是最困难的一环
3.知道了对象材料的力学性质、本构关系之后,我们便可运用物理、工程上的基本定理(质量、动量、能量守衡等)来确定研究对象的控制方程
4.弄清研究对象的周边环境,由此推出适当的边界条件
5.用解析方法、数值方法或实验方法来解此边值问题
6.用实验来验证,修改数学模型再行求解,直到理论与实验基本一致
7.用实验与理论值的比较来决定所作的假设或hypothesis是否合理。如合理,这时便可确定本构方程中的未知系数