Biomechanics là nghiên cứu cấu trúc và chức năng của các hệ thống sinh học như con người, động vật, thực vật, các cơ quan, nấm và tế bào bằng các phương pháp của cơ học.
Lịch sử Word
Từ “cơ chế sinh học” (1899) và liên quan đến “cơ sinh học” (1856) đến từ bios βίος Hy Lạp “cuộc sống” cổ đại và μηχανική, mēchanikē “cơ” để đề cập đến việc nghiên cứu các nguyên tắc cơ học của các sinh vật sống, Đặc biệt của họ phong trào và cấu trúc.
Phương pháp
Biomechanics có liên quan chặt chẽ đến kỹ thuật, vì nó thường sử dụng các khoa học kỹ thuật truyền thống để phân tích các hệ thống sinh học. Một số ứng dụng đơn giản của cơ học Newton và / hoặc khoa học vật liệu có thể cung cấp xấp xỉ chính xác cho cơ học của nhiều hệ thống sinh học. Cơ học ứng dụng, đặc biệt là kỹ thuật cơ khí như cơ học liên tục, phân tích cơ chế, phân tích cấu trúc, động học và động học đóng vai trò nổi bật trong nghiên cứu cơ sinh học.
Thông thường các hệ thống sinh học phức tạp hơn nhiều so với các hệ thống do con người tạo ra. Phương pháp số bây giờ được áp dụng trong hầu hết các nghiên cứu cơ học. Nghiên cứu được thực hiện trong một quá trình lặp của giả thuyết và xác minh, bao gồm một số bước của mô hình, mô phỏng máy tính và các phép đo thực nghiệm.
Các trường con
Các lĩnh vực ứng dụng của cơ sinh học bao gồm:
- Động lực cơ mềm
- Kinesiology (động học + sinh lý học)
- Chuyển động động vật & Phân tích đường đi
- Sinh cơ xương và chỉnh hình cơ sinh học
- Sinh học tim mạch
- Sự xáo trộn
- Kỹ thuật cơ học nhân tạo và cơ sinh học nghề nghiệp
- Cấy ghép (Y học), Chỉnh hình & Chân giả
- Phục hồi chức năng
- Thể thao cơ học
- Phép so sánh
- Cơ sinh học chấn thương
- Sinh học
- Cơ học sinh học
- Cơ học sinh so sánh
- Cơ học sinh học tính toán
Thể thao cơ học
Trong cơ học sinh học, các quy luật cơ học được áp dụng cho chuyển động của con người để đạt được sự hiểu biết sâu rộng hơn về hoạt động thể thao cũng như giảm các chấn thương thể thao. Nó tập trung vào việc áp dụng các nguyên tắc khoa học của vật lý cơ học để hiểu được các chuyển động của cơ thể con người và dụng cụ thể thao như dơi cricket, cây gậy khúc côn cầu và va chạm, vv (Ví dụ, các máy đo cường độ), kỹ thuật điện (thí dụ, lọc số), khoa học máy tính (ví dụ, các phương pháp số), phân tích vận động (ví dụ, các nền tảng lực), và neurophysiology lâm sàng được sử dụng trong sinh học thể thao.
Biomechanics trong thể thao có thể được thể hiện như là cơ bắp, khớp xương và các hành động của cơ thể trong khi thực hiện một nhiệm vụ nhất định, kỹ năng và / hoặc kỹ thuật. Sự hiểu biết đúng đắn về cơ sinh học liên quan đến kỹ năng thể thao có ý nghĩa lớn nhất đối với: hoạt động của thể thao, phục hồi chức năng và ngăn ngừa thương tích, cùng với sự chủ động của môn thể thao. Như bác sĩ Michael Yessis ghi nhận, người ta có thể nói rằng vận động viên giỏi nhất là người thực hiện kỹ năng của mình tốt nhất.
Cơ học sinh liên tục
Phân tích cơ học của vật liệu sinh học và chất thải sinh học thường được thực hiện với các khái niệm cơ học liên tục. Giả định này phá vỡ khi quy mô chiều dài của lãi suất tiếp cận thứ tự của các chi tiết cấu trúc vi mô của vật liệu. Một trong những đặc điểm nổi bật nhất của vật liệu sinh học là cấu trúc phân cấp của chúng. Nói cách khác, các đặc tính cơ học của các vật liệu này phụ thuộc vào các hiện tượng vật lý xảy ra ở nhiều cấp, từ phân tử đến mức mô và cơ quan.
Vật liệu sinh học được phân thành hai nhóm, mô cứng và mềm. Sự biến dạng cơ của các mô cứng (như gỗ, vỏ và xương) có thể được phân tích với lý thuyết về tính đàn hồi tuyến tính. Mặt khác, mô mềm (như da, gân, cơ và sụn) thường trải qua biến dạng lớn và Như vậy phân tích của họ dựa trên lý thuyết căng thẳng và máy tính mô phỏng hữu hạn. Sự quan tâm về cơ sinh học liên tục được thúc đẩy bởi sự cần thiết của chủ nghĩa hiện thực trong việc phát triển mô phỏng y khoa