Biomécanique
Définition
La biomécanique est l'application des principes mécaniques aux organismes vivants, tels que les humains, les animaux, les plantes et les unités fonctionnelles de base de la vie, les cellules.
La biomécanique peut être appliquée à des organismes entiers, des organes, des cellules et des organites cellulaires. Les mesures expérimentales biomécaniques et les approches informatiques sont fondamentales pour presque toutes les applications possibles du génie biomédical.
La biomécanique d'un mouvement :
La biomécanique est l'étude de la structure et de la fonction des systèmes biologiques, en utilisant les méthodes de la mécanique. la recherche en biomécanique du corps rigide vise à mieux comprendre le contrôle neuronal du mouvement, à améliorer les interventions de rééducation et à développer des dispositifs médicaux tels que des exosquelettes, des prothèses et des orthèses.
Explications
La biomécanique est un domaine de connaissance interdisciplinaire étudiant les phénomènes naturels qui interviennent dans les corps animaux du fait de l'application de forces d'origines diverses et sert à mesurer les performances en fonction de l'optimisation de la dépense énergétique.
La biomécanique étudie des structures et fonctions biologiques, en rapport avec les lois de la mécanique. Elle a des domaines d'application tels que la médecine, l'ergonomie et le sport. Elle désigne une science ancienne dont les équivalents actuels seraient la biochimie et la biophysique.
La biomécanique est utilisée comme outil pour découvrir les mécanismes d'intégration sensorimotrice et pour développer des robots biomimétiques. Bon nombre de nos intérêts de recherche dans les systèmes cardiovasculaire et visuel reposent sur des méthodologies issues de la mécanique des fluides et du continuum.
Domaine scientifique du biote
C'est une discipline scientifique qui vise à étudier les structures mécaniques qui existent chez les êtres vivants, principalement le corps humain. Ce domaine de connaissances est soutenu par diverses sciences biomédicales, utilisant les connaissances de la mécanique, de l'ingénierie, de l'anatomie, de la physiologie et d'autres disciplines, pour étudier le comportement du corps humain et résoudre les problèmes découlant des diverses conditions dans lesquelles il peut être soumis.
La biomécanique est étroitement liée à la bionique et utilise certains de ses principes, elle a connu un grand développement en ce qui concerne les applications de l'ingénierie à la médecine, la biochimie et l'environnement, à la fois à travers des modèles mathématiques pour la connaissance de systèmes biologiques en ce qui concerne la réalisation de parties ou d'organes du corps humain et également l'utilisation de nouvelles méthodes de diagnostic.
Une grande variété d'applications intégrées à la pratique médicale; De la jambe en bois classique à l'orthopédie sophistiquée avec contrôle myoélectrique et valves cardiaques en passant par les stimulateurs cardiaques modernes, il existe toute une tradition et l'implantation de prothèses.
Aujourd'hui, il est possible d'appliquer avec succès, dans les processus impliqués dans la régulation des systèmes, des modèles mathématiques permettant de simuler des phénomènes très complexes dans des ordinateurs puissants, avec le contrôle d'un grand nombre de paramètres ou avec la répétition de leur comportement.
Origine et histoire
La biomécanique s'est établie comme discipline reconnue et comme domaine de recherche autonome dans la seconde moitié du 20ème siècle, en grande partie grâce aux travaux de Y.C. Fung, dont les recherches tout au long de quatre décennies ont largement marqué les sujets d'intérêt à chaque moment de cette discipline.
Historiquement, l'un des premiers problèmes abordés par l'approche biomécanique moderne, résulte d'une tentative d'appliquer les équations de Navier-Stokes à la compréhension du flux sanguin. Bien que le sang soit généralement considéré comme un fluide newtonien incompressible, cette modélisation échoue lorsque l'on considère le flux sanguin dans les artérioles ou les capillaires. À l'échelle de ces conduits, les effets de la taille finie des cellules sanguines ou des érythrocytes individuels sont importants et le sang ne peut pas être modélisé comme un milieu continu.
Plus précisément, lorsque le diamètre du vaisseau sanguin est légèrement supérieur au diamètre de l'érythrocyte, alors l'effet Fahraeus-Lindquist apparaît et il y a une diminution de la tension tangente au vaisseau. Ainsi, à mesure que le diamètre du vaisseau sanguin diminue, les globules rouges doivent être écrasés sur la longueur du vaisseau et ne peuvent souvent passer qu'un par un. Dans ce cas, un effet Fahraeus-Lindquist inverse intervient et la tension tangentielle du vaisseau est augmentée.
Un autre développement important de la biomécanique a été la recherche d'équations constitutives qui modélisent adéquatement les propriétés mécaniques des os. Mécaniquement, les os sont des structures mécaniques anisotropes, plus exactement ils ont des propriétés différentes dans les directions longitudinale et transversale. Bien qu'ils soient transversalement isotropes, ils ne sont pas globalement isotropes. Les relations contrainte-déformation dans les os peuvent être modélisées en utilisant une généralisation de la loi de Hooke, pour les matériaux orthotropes.
Synonymes, antonymes
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