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现实与虚拟互动的骨科生物力学研究方法探讨
目前常用的骨科生物力学实验方法大都利用新鲜人体标本进行力学测试,从而得出实验结果[1].这种实验方法的弊端现在逐渐显现出来.为得到一个令人信服的实验结果,通常要使用大量的人体标本,而现在人体标本来源的紧张限制了生物力学实验的大量开展,于是只能找其它动物的标本来代替人体新鲜标本进行实验,但由于物种差异的存在,在很大程度上影响了实验的准确性;另外在现实中不可能找到大量患有同一种疾病的标本,这样就又限制了对这些疾病的研究;还有由于仪器及技术的限制,现有的生物力学测试方法只能检测到人体标本外部的力学变化,但很难全面揭示标本各部分内在的相互作用机制,对于内部结构的位移及内在的应力变化仅凭病理过程猜测,缺乏客观的实验支持.采用三维图像重建后有限元分析的虚拟仿真实验可以解决这些问题[2].但长期以来虚拟仿真实验在骨科生物力学的应用,存在两大技术障碍:①三维重建后图像的动作跟踪精度不能满足生物力学实验的要求,②有限元分析缺乏强有力的实验支持.实现现实与虚拟互动的仿真实验,可以有效地解决这两个问题.