刮骨疗伤、悬丝诊脉，与生物力学

1、引言

中国古代有很多神医，不过他们的一些事迹能够被广为流传下来的，也就四个人。扁鹊起死回生，华佗刮骨疗伤，孙思邈悬丝诊脉，张仲景笑方治病。这四个小故事里面，刮骨疗伤和悬丝诊脉就跟力学有关了。

扁鹊起死回生

2、刮骨疗伤与悬丝诊脉

先说刮骨疗伤。华佗想要给关羽去除入骨的毒素，首先就得割开外面的皮肉。虽然看起来割肉确实很简单，刀子一划就是了。但是，肉这个东西，或者说这种材料，它是软的，内部还有众多血管相连，必须得避开。一刀下去，华佗必须得大概了解，划开的肉在自重和肌肉作用力之下形成的这道口子有多宽，这样才能以最小的伤口来刮骨去毒。到了刮骨阶段，同样需要根据刀的锋利程度，决定用多大的力去刮。不然，要么手术时间过长，要么直接骨头刮去太多。

华佗刮骨疗伤

再来说这个悬丝诊脉，这个故事确实很玄。有经验的医生有可能根据脉搏跳动的强弱、快慢来判断病因。古代男女授受不亲，孙思邈也不能直接去摸李世民长孙皇后的脉搏，便依靠一根搭在皇后右手腕上的红丝线，进行把脉。脉搏的跳动确实是可以借助这根丝线传递出去的，但是传递的效率非常低。空气的阻碍，丝线自身的重力，都在减弱这种跳动，可能连10cm都传不出去，如果这个故事为真，那么孙思邈大概也是装装样子。

孙思邈悬丝诊脉

3、生物力学

故事流传下来，真真假假，已经很难判断了。但是，古代的神医，必然是很清楚了解人体各部位的力学特性的，就像上面两个例子的割肉和把脉，这其实就是生物力学。生物力学就是专门研究生命体受力、形变和运动，以及与其生病病理和环境之间关系的科学。早期，哈维的血液循环学说，应该也算是生物力学，他找到了血液循环的动力。

血液循环

现代生物力学是对生命过程中的力学因素及其作用进行定量研究，通过生物学与力学原理方法的有机结合，认识生命过程的规律，解决生命、健康与医学领域的科学问题。在创始人冯元桢先生的大力推动下，我国的生物力学于上世纪70年代末建立起来了。研究方向包括：生物流变学、心血管生物力学与血液动力学、骨关节生物力学、呼吸力学、软组织力学和药代动力学等。

生物力学创始人

广义上，生物力学的范畴很大。比如我的研究方向是低损、低阻挖蒜，大蒜的损伤性能就是生物力学了。今年刚毕业的研究生，做餐厨垃圾的粉碎机，里面涉及到动物骨头的粉碎，也是生物力学。实际上，你可以去知网搜一下，大量的文献都说自己是生物力学。甚至，一些搞体育的人，研究跑步和跑步鞋，也说自己是生物力学。我感觉，这个名词快被他们玩坏了。

骨头粉碎也算生物力学？

但是，我从来不认为我研究的大蒜损伤性能，和骨头的粉碎性能，是生物力学。因为，我们在处理的过程中，仅仅是把大蒜和骨头看成是一种材料，一种跟金银铜铁类似的“死”材料。真正的生物力学是“活”的。就像哈维的血液循环，它是在人体内流动的。刮骨疗伤、悬丝诊脉也都是针对的活人。

血管支架

活物的力学研究，最困难的便是时间相关性。活物自身就存在着修复性，一刀下去，过段时间伤口就愈合了。虽然，对手术而言，愈合过程是可以忽略的。但是对于植入人体的医用器材，这一点就必须得考虑了。比如骨折修复，植入的钢钉随着骨头的愈合和生长，它的位置会发生相对变化，怎样才能尽量将这种影响降到最低？此外，心血管问题现在越来越多，血管支架、人工瓣膜，等等，已经被用来治疗相关疾病。那么，血管支架如何扩张血管？人工瓣膜如何开合？更重要的是，这些植入体，一般情况下都不可取出，如何保证其长期安全性？如何才能尽量降低其对血管和心脏本身的影响？这些都需要真正的生物力学去解决。就是需要考虑骨骼、血管、心脏等组织力学性能的时间效应。

支架扩张

疫情的传播，也可以借助力学，当然了，我不认为这是真正的生物力学。之前看到有学者研究在公交车不带口罩打喷嚏时，气流的影响范围，这个其实就是流体力学，只要会一点CFD软件就可以做。这也从侧面说明，戴口罩的重要性。阻断疫情，从口罩开始。比较前沿一点的生物力学，从细胞层面进行研究，比如癌细胞的扩散是否有某种细胞层面的力来驱动？一旦解决这个问题，是否就能阻断癌细胞的扩散？这需要屏幕前的你的加入。