脊柱生物力學的基本概念范文

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篇1

【關鍵詞】生物力學；理念；中西醫7年制；中醫傷科學；教學

中醫學院7年制中西醫結合專業的教育目的是培養醫科學生能達到碩士學位的高層次中西醫結合人才。要求該專業學生在畢業后能掌握臨床醫學的診療技能及在基礎醫學領域能夠進一步深入研究本專業所要求的專業知識。《中醫傷科學》［1］作為7年制中西醫專業的臨床課程，在南京中醫藥大學的課程設置是該專業學生第5年的學習課程，所使用的教材與5年制的教材是一致的。如何利用有限的學時為7年制學生教好《中醫傷科學》，使其能夠達到大綱要求的標準―即掌握系統而深厚的中醫學基礎理論和必要的現代醫學知識和診療技能,并有一定的科學研究的能力，需要在教學中引入很多現代科技的研究成果。為此，在該臨床課程教學過程中積極嘗試引入生物力學的理念以引導醫科學生在中醫骨傷科領域能有一全新的認識。

1生物力學的概念

生物力學是由生理學和工程學的結合來解決生物體相關臨床問題的研究學科，強調在臨床診斷、治療和疾病預防為主的應用。其包含的領域相當廣泛，微小至細胞，大到組織、器官或是動物體中部分系統的運作功能等，皆為生物力學研究的重要范疇［2］。所謂骨科生物力學，即是應用生物力學的方法來解決骨科所遇到的問題［3］。骨科生物力學將工程原理，特別是機械力學原理應用于臨床醫學，是需要將醫學與工程學結合以跨學科的方式服務于臨床與基礎研究的學科。

2骨科生物力學的教學方式

既然是以生物力學的方法解決骨科所遇到的問題，那么需要在教學中把握那些內容呢？從工程學角度來說，力學的基本術語有負荷、彎矩、剛度、懦變、懦變位移、自由度、延展性、彈性、平衡、疲勞曲線、模量、力偶等基本概念。如果學校沒有專門開設工程力學課程，在有限的學時內讓學生掌握如此多的概念及原理是不現實的。如何在有限的課時內讓學生理解此概念也是教改的一項重大命題。

2．1采用多媒體方式教學多媒體教學有很強的直觀性和交互性，可方便的進行人機雙向交流，快捷的在各媒體間進行跳轉，亦可作為資料保存，便于學生查詢［4］；多媒體的另一大優勢是具有大容量、多信息渠道，可有效地開拓醫科學生的視野。通過自己制作的CAI(計算機輔助教材)課件以及購置的CAI課件，這種多渠道手段的匯集，能夠使原來抽象難懂的內容形象化和具體化，更加生動、直接，使得教學內容重點突出，圖文并茂，有效激發學生的學習興趣，提高教學質量。在多媒體的制作過程中，可以有效地制作關于力學的基本概念的介紹，并以形象化的圖片或動畫來使得該專業學生能夠快速掌握。

2．2授課方式的調整按照《中醫傷科學》教材的設置方式，其教學的順序是：解剖復習、病因病機、診查要點、治療。按此教學過程在課堂上講授，往往顯得枯燥沉悶，沒有新意。而醫科學生在理解采用何種復位手法、為什么要用某一固定予以固定，又為何對某種類型的骨折要采用內固定手段等內容時，卻又顯得無所適從。這是醫科學生初次接觸到骨科領域，對生物力學的原理不夠了解所致。在教學中，筆者采用在應用解剖復習中增加生物力學的基本概念，如載荷、剪切力、應變等，先使醫科學生能有一初步的了解；接著，在固定、手法復位、切開內固定等章節教授時，再以具體病例―問題為中心指導，就能使醫科學生知道其所以然。在以具體病例為基礎的教學過程中，注意調動學生的主觀能動性，要讓其能以生物力學的概念來解釋、處理骨折、脫位等骨創傷疾患，使之能以科學、精確、具有嚴密邏輯性來掌握骨科疾病的處理規程，從而達到教學目的。

2．3理論與實踐相結合無論醫科學生在課堂上對于基礎理論掌握得是多么的扎實，但歸根結底是要求醫科學生能夠在臨床實踐中準確地把握疾病。而對于中醫骨傷科來說，基本的動手操作的內容有傷口包扎、手法復位、小夾板固定、石膏托固定、骨牽引操作等內容。對于動手實踐的操作不應是帶教老師手把手教會就可以了，如何把生物力學的理念融入到實踐操作中去才是關鍵。如在肩關節前脫位復位的操作過程中，雖然書本上提到又牽引推拿法、手牽足蹬法、拔伸拖入法、牽引回旋法、椅背復位法、懸吊復位法等方法，作為學生究竟應該如何掌握復位的手法呢？是不是所有手法都應掌握呢？各種手法是否都具有良好的安全性呢？手法間有無區別呢？在實踐課教學時，如果不加分析地填鴨式灌輸給學生的話，日后在臨床上，他們仍將無法快速地勝任該工作。在教學中引入杠桿原理后就可以總結出肩關節所有手法的基本原則是：以腋窩為支點，以肩關節彈性固定位順勢外展外旋、內收內旋即可復位。但是，做完一個小實驗―支點的面積與載荷之間的關系，醫科學生很快明白如果腋窩的支點面積很小將可能在支點處發生骨折現象，所以他們能夠總結出以牽引推拿法復位法是一種相對安全的手法。

2．4結合臨床，引入新進展當醫科學生在臨床課程的教學過程中，對生物力學的概念有了基礎的認識后，對于生物力學方面的一些新進展的介紹就會有全新的認識，也樂于接受這樣的理念。針對7年制的學科特點，注意引入關于骨骼系統研究的方法，如有限元素法。這種新進展的研究方法一般是以講座的形式予以介紹的。如講述有限元素法的基本思想時，先將研究對象的連續求解區域離散為一組有限個、且按一定方式相互聯結在一起的單元組合體。按單元以不同的聯結方式進行組合,且單元本身又可以有不同形狀，因此可以模擬成不同幾何形狀的求解小區域；然后對單元(小區域)進行力學分析，最后再整體分析［5］。引入這種分析方法，一者可以使7年制的醫科學生能夠了解生物力學的一種科學研究方法，還能使其在整體性分析中牢固地確立以中醫科學整體觀為基礎的思維方式。

3引入生物力學理念在教學中的意義

3．1以生物力學理念認識問題生物力學是涉及生物學、解剖學、生理學、臨床醫學、力學、數學、工程學等多學科的一門具有應用基礎性、交叉性邊緣學科。如能在臨床課教學中引入此概念，可以更有效地了解人體的運動、研究骨科方面的疾病、能夠設計出并能逐步改進各種人工關節、脊柱假體乃至義肢。教導醫科學生以生物力學理念認識骨骼、肌肉、關節方面的結構與疾患，能夠使其在臨床方面如何處置病患有進一步地提高，也使其在基礎醫學研究領域能有進一步作為，逐步引領醫科學生踏入更高要求的專業領域中。

3．2培養學生形成良好的知識鏈和創新思維的能力我國的教學方式和學生以往的養成的學習習慣，常常造成學生們遇到的問題照搬課文，縱向思維較多，橫向聯系不夠［6］。生物力學是溝通臨床各科及基礎醫學的交叉學科。在理解與掌握生物力學的概念同時，要求學生能夠將基礎課重新認識，而且要求不僅僅是掌握骨骼系統就足夠了，是要求在內、外、婦、兒等臨床課程中能與骨科疾病相聯系，以完整的知識鏈結構走上臨床工作崗位。在臨床課的實驗教學中還能以此為契機，探索臨床研究的熱點內容，目的是為在臨床實習和臨床工作中能及時發現、獨立分析、解決臨床問題，為開展臨床工作打下堅實的基礎；在將來的基礎研究中能橫向聯系各學科，打下優良的科學素養基礎。

總之，通過在《中醫傷科學》教學過程中生物力學概念的引入，并非僅僅讓中西醫7年制醫科學生理解這樣的概念就足夠了，更重要的是通過概念形成思考、觀察、處理臨床實際問題的生物力學理念，以科學的方式訓練學生達成臨床醫學的完整知識鏈，能從多角度、多方面橫向聯系學科基礎，為能深入研究醫學問題做好科學素養準備。

參考文獻

1王和鳴.中醫傷科學.中國中醫藥出版社,2002:369.

2鄭誠功.骨科生物力學的研究進展.中華創傷骨科雜志,2004,6(1):43-45.

3鄭誠功.骨科生物力學的進展.中華創傷骨科雜志,2005,7(10):901-902.

4陳平波,呂剛.醫學教育新模式下骨科教學改革的幾點思考.新疆中醫藥,2005,23(5):71-72.

5崔紅新,程方榮,王健智.有限元素法及其在生物力學中的應用.中醫正骨,2005,17(1):53-55.