Clinical Orthopaedic Examination pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Elsevier Science Health Science div

作者:McRae, Ronald

出品人:

页数:318

译者:

出版时间:

价格:55.01

装帧:HRD

isbn号码:9780443074080

丛书系列:

图书标签:

• orthopedics
• clinical examination
• musculoskeletal
• diagnosis
• physical therapy
• surgery
• medical
• anatomy
• joint
• assessment

好的，下面为您撰写一份图书简介，该书内容不涉及《Clinical Orthopaedic Examination》： 书名：结构与功能：人体运动系统的精妙设计与力学原理 作者：[此处可填写真实或虚构的权威作者姓名] 出版社：[此处可填写真实或虚构的出版社名称] 第一版 / 精装 / 800页 / 配图近千幅 --- 图书简介 一、 导论：重新审视运动的本质 《结构与功能：人体运动系统的精妙设计与力学原理》并非一本传统的解剖学或生理学教科书，它是一部深度融合了生物力学、材料科学与工程学视角的运动系统专著。本书旨在超越基础知识的罗列，深入剖析人体骨骼、关节、肌肉、肌腱和韧带这些复杂生物结构是如何协同工作，以实现稳定、高效且适应性极强的运动能力的。 我们生活的世界充满了力与运动。从简单的行走、跑步到复杂的杂技动作，每一次动作的发生都建立在精准的物理学基础之上。本书的独特之处在于，它将人体视为一台最为复杂的生物机械系统，用严谨的工程学语言去解读生命的奇迹。 本书的读者群主要面向骨科研究人员、运动科学家、生物医学工程师、高级康复治疗师，以及任何对人体运动机制抱有深厚学术兴趣的专业人士。 二、 核心内容划分与深度解析 本书共分为五大部分，系统性地覆盖了从微观结构到宏观运动的全部层面： 第一部分：生物材料的力学特性（The Mechanics of Biological Tissues） 本部分聚焦于构成运动系统的基础材料——骨骼、软骨、肌腱和韧带——的材料科学属性。 1. 骨骼：活性的结构钢材： 详细探讨了皮质骨和松质骨的各向异性（Anisotropy）与压电效应。我们不仅描述了骨小梁（Trabecular Bone）的微观排列，更引入了“应力-骨塑性”模型，解释了骨骼如何在长期载荷下进行适应性重塑（Wolff's Law的现代工程学诠释）。内容包含骨密度测量技术（如DEXA）背后的物理原理，以及骨小梁疲劳断裂的概率模型。 2. 软骨与润滑：摩擦学的挑战： 对关节软骨的粘弹性（Viscoelasticity）进行了深入分析。重点阐述了润滑理论，包括边界润滑、流体润滑以及“吸力润滑膜”（Suction Lubrication Film）在高速运动中的作用。此外，还探讨了水合作用对软骨承载力的动态影响。 3. 肌腱与韧带：能量储存与耗散： 区别于将它们视为“惰性绳索”的传统观念，本书强调了肌腱的非线性弹性行为。通过拉伸试验数据，构建了描述肌腱应力-应变曲线的幂律模型（Power-Law Models），并详细分析了其在“弹射-吸收”循环中如何高效储存和释放弹性势能。 第二部分：关节：旋转与平移的几何学（Joint Kinematics and Statics） 本部分将研究的尺度放大到完整的关节单元，从纯粹的几何学和静力学角度分析关节的运动潜能与限制。 1. 拓扑学与自由度分析： 采用现代运动学定义，精确分析肩关节、髋关节和膝关节的瞬时旋转中心（Instantaneous Center of Rotation, ICR）的漂移机制。对比了球窝关节、铰链关节和椭圆关节在三维空间中的运动耦合性（Coupling Kinematics）。 2. 关节稳定性的生物力学基础： 深入剖析了主动稳定（肌肉张力）与被动稳定（韧带、关节囊）的临界平衡点。引入了“力矩平衡分析”，计算不同姿态下维持关节稳定的所需肌肉力矩，并探讨了当韧带松弛（如关节过度活动）时，系统如何通过代偿性的肌肉活动来维持功能性稳定。 3. 接触力分析： 使用有限元分析（FEA）的简化模型，估算承重关节（如膝关节股骨髁）在静态和动态载荷下的接触压力分布。内容包括边缘承载与中心承载对软骨损伤阈值的影响。 第三部分：肌肉系统：驱动与控制的工程（Muscular System: Actuation and Control） 这一部分侧重于肌肉作为执行器的功能，并结合神经控制的反馈机制。 1. 肌肉的收缩机制与力学输出： 详细阐述了“力-速度关系”和“长度-张力关系”的物理边界。构建了用于模拟肌肉整体收缩的Hill型三元件模型（Contractile Element, Parallel Elastic Element, Series Elastic Element）的优化参数集，并展示了该模型在预测复杂运动中肌肉总输出力方面的应用。 2. 协同作用与抗重力肌群： 分析了不同功能需求的肌肉群（如肱二头肌与肱三头肌的拮抗协同）如何通过共激活（Co-activation）来增加关节刚度，实现精确的位置控制。重点研究了姿态维持过程中肌电信号（EMG）与产生力矩之间的非线性转换函数。 3. 运动规划与本体感觉反馈： 结合控制论（Cybernetics）原理，探讨大脑如何通过前馈控制（Feedforward Control）和反馈回路来修正运动轨迹。详细描述了高尔基腱器官和肌梭在瞬时改变载荷或环境扰动时，如何快速调整肌肉张力，防止结构性损伤。 第四部分：步态与运动分析的生物力学（Biomechanics of Gait and Locomotion） 本部分将前三部分的理论应用于整体的运动模式分析，特别是人类步态。 1. 步态周期与能耗评估： 采用“倒立钟摆模型”（Inverted Pendulum Model）解析行走过程中的能量转换效率。计算了不同速度下的代谢成本（Metabolic Cost），解释了为何存在“最优步频”。 2. 地面反作用力（GRF）的分析： 深入解析了三维力板数据。重点在于分析力矢量方向对骨骼轴向载荷的影响，以及剪切力在足部不同阶段的分布情况。介绍了耦合的运动学与动力学（Kinetic-Kinematic Coupling）在评估步态异常中的应用。 3. 跳跃与投掷的弹道学： 针对高能运动，如跳跃和投掷，分析了“最大力生成窗口”的优化问题。结合牛顿运动定律，推导了最优的起跳角度和发力时序，以最大化垂直或水平位移。 第五部分：系统工程视角下的损伤与修复（System Engineering View of Injury and Repair） 本部分将运动系统的受损视为工程系统的故障，并探讨了现代修复技术的生物学基础。 1. 生物力学损伤阈值： 基于材料强度数据，定义了骨折、韧带撕裂和肌腱断裂的安全载荷裕度。探讨了慢性劳损（如应力性骨折）的疲劳累积模型。 2. 植入物与生物界面的力学匹配： 针对人工关节置换，详细分析了生物力学不匹配（Biomechanical Mismatch）对假体松动的影响。探讨了如何通过优化假体表面的粗糙度、涂层材料（如羟基磷灰石的生物活性）来促进骨整合，并利用有限元模型预测不同固定方式的长期稳定性。 3. 再生医学的结构工程： 讨论了组织工程支架的设计原则，包括孔隙率、孔道结构对细胞迁移和血管化过程的引导作用。强调了生物反应器中流体剪切力在诱导干细胞向特定细胞系分化中的关键作用。 三、 本书的独特价值 《结构与功能》的价值在于其跨学科的深度融合。它不仅教会读者“人体是如何构成的”，更重要的是解释了“人体是如何在力学约束下高效运作的”。本书提供的是一套解决问题的工具箱，而非简单的知识清单。通过引入高级的数学模型、数值分析方法和严谨的工程设计原理，本书为读者提供了一个前所未有的、精密的视角来理解和优化人体运动系统的结构与性能。它武装了读者用物理学的严谨性去审视生物学难题的能力。 索取样章或详细目录，请联系[相关出版信息]。

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