生物力学(Biomechanics)简介

2. 生物力學範疇
2-1 心肺系統臨床問題 a. 人工心瓣 b. 心臟輔助系統 c. 體外循環、心肺機、血液透析機 d. 換心 e. 外傷、肺水腫、肺壞死 f. 動脈內血液分析 g. 超音波應用
2-2 量化生理學
a. 生理系統分析 b. 生物組織流變學（Rheology）：血液、 肌肉、骨、連結組織、植入學 c. 血管及膜間之流動分析 d. 擴散分析 e. 介面、肺泡、血凝分析 f. 微循環
3. 研究方法
(1. 形態學(morphology)、解剖學(anatomy)、 組織學(histology)、結構(structure) (2. 材料及組織之機械特性 (3. 基本物理原理 守恆定律 材料之構成方程（constitutive equation） 控制方程（governing equation） (4. 環境與邊界條件（boundary conditions）
生物力學(Biomechanics)簡介
朱銘祥教授 國立成功大學機械系
生物力學
泛指研究生物體的力學現象,包括生物的 肢體運動,神經肌肉控制,生物體內的血 液循環,呼吸,骨骼力學,肌肉力學, 器官 力學現象等°生物力學的發展非常早, 近 年隨著力學理論及實驗技術的發展, 生 物力學研究由人體體外往體內,由生物體 往器官,組織,至細胞發展°例如組織力學 (tissue mechanics)細胞力學(cell mechanics).
1.力學發展史
• William Harvey 1615 血液循環 • Marcello Malpigi 1661 微血管 • Galileo Galilei 1564-1642 單擺與心跳、溫度計 • Rene Descartes 1662，1664 機械模型研究生理學 • Giovanni A Borelli 1689 肌肉運動及人體運動、鳥類飛 行、魚類游行 • Robert Boyle 1627-1691 肺、魚鰓功能 • Robert Hook 1664 細胞（cell） • Leonhard Euler 1775 動脈中波動
1. 力學發展史
•Thomas Young 1773-1829 楊氏彈性係數、眼 球焦距、人類彩色視覺 •Jean Poiseuille 1799-1829 水銀壓力計、血 壓、黏流定律 (Poiseuille’s Law) •Hermann Von Helmholtz 1821-1894 生物工 程之父、能量守恆律、眼睛對焦機轉、聽覺、 共振器、神經波速（30m/s） •D.J..Korteweg&H. Lamb 1898 血管內波動 •B..Van der Pole 1929 心臟之非線性振盪模 式
3. 研究方法
(5. (6. (7. (8. 解邊界值問題（boundary－value problems） 生理學實驗 比較實驗與理論解 應用及推廣
2-3 應用
a. 外科：外傷生物力學、傷口復原分析 b. 植入學：義肢材料、生物相容性 c. 骨科、牙科：骨及韌帶之力學、關節磨潤、 人工關節、骨科植入物 d. 人造義肢：人工義肢設計 e. 人造器官：腎植入、人工腎臟、人工心臟 f. 輪椅及病床：癱瘓病人用輪椅
2-3 應用
g. 職業安全與衛生：肺之生物力學、黑肺 病診斷、運動生物力學 h. 高速公路安全：頭傷研究、安全帶氣囊、 撞擊分析、汽車設計 i. 飛行安全：人體振動及撞擊分析
1-2 源自文库理學
•Marcello Malpighi 1628-1694 肺循環 •Stephen Hales 1677-1761 量動脈壓力、周邊 血管阻抗 •Otto Frank 1865-1944 血液循環之流體動力 學、膜間之質量傳輸、人體水平衡 •August Krogh 1874-1949 微循環力學（諾貝 爾獎） •A.V. Hill 1886-1977 肌肉力學（諾貝爾獎）