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由于和旧大陆相距甚远，又非常突然地衰败和灭亡，美洲文明被笼罩上了一层神秘的色彩。不过有的神秘学猜想实在是用力过猛，非要宣称玛雅之类的美洲文明得到了外星人的眷顾，瘦长头骨（elongatedskull）就是其中值得说说的一件事。
被人工改变形状的头骨图画，来自TwoYearsinPeru,withExplorationofItsAntiquities一书
WikimediaCommons
变成“竹笋”的脑壳
瘦长头骨的标本在墨西哥城的国立人类学博物馆，以及梅利达（Merida）和圣米格尔（SanMiguel）的博物馆中都能找到，可惜笔者才疏学浅，找不到那些标本的出土信息。好在年在帕伦克（Palenque）遗址第13号神庙出土的红王后（RedQueenofPalenque）履历清楚，拿来举例子再好不过。
红王后得名是因为她的遗体被和大量朱砂一起下葬，出土时的骨骼被染上了红色。这位大约生活在公元-年的贵族女性，被推测为帕伦克的巴加尔大帝（Pakalthegreat）的妻子。从解剖学的角度看，红王后的突出特点是头骨变形：她的头骨上半部被严重地拉长，额头都快有脸那么长了；相对应的头骨的横向尺寸被压缩，如果把正常人的头骨比作圆蘑菇的话，红王后的头骨成了又尖又长的竹笋；最后，她的额头被压成了一面平滑的斜坡。
顺便一提，她戴着绿松石面具，让人不禁发出“人的力量是有限的，我不做人啦！”的感慨
ProtoplasmaKid/WikimediaCommons
头骨的形状虽然奇怪，但我们可以确定这是人工产物，技术还被欧洲殖民者记录了下来。美洲的头骨塑形有两个流派，一个是板状塑形——用木板或其他东西来压缩婴儿的头骨。如果将一块平板放在孩子的头上，并将其绑好，就会使孩子的额头变平。如果孩子的头被放置在两个板之间，一个在前面，另一个在后面，再绑到一起，得到的将是横向变宽、纵向变长的头骨。
GarcilasodelaVega记录了秘鲁某些地区居民使头骨变形的方法。他说：“从出生起，他们就把孩子的头盖骨压在绑在一起的两块木板上，他们每天都收紧一些……三年后，一个孩子的头骨完全变形，他们才拆掉了这个装置。”与板状塑形相对应的是圆周塑形，部分美洲人用布带包裹在头骨周围并不断收紧，迫使它直立生长，同时减小了头骨的直径。
美洲原住民使用人工手段改变头骨的形状，来自Twentyyearsbeforethemast一书
WikimediaCommons
虽然头骨塑形的成果触目惊心，但是这种行为在中南美洲分布极为广泛，学者测量了来自个玛雅遗址中的1颗头骨，发现其中的90%都被塑过形。以至于在年，教会就下令在美洲禁止这种头骨塑形行为（然而没用，现在多米尼加和秘鲁还能见到经过头骨塑形的活人）。
从出土骨骼的记录来看，在智利、阿根廷、玻利维亚和秘鲁都发现了瘦长头骨，特别是对秘鲁帕拉卡斯（Paracas）半岛的考古发掘中，发现了一批极端拉长的头骨，脑颅部分几乎要占整个头骨的2/3，相关的标本收藏在纳斯卡的Ica博物馆，去看地画的时候可以顺道看一下。
脑瓜越长越尊贵？
有神秘学人士认为，印第安人的头骨塑形习俗，是因为他们见到过大脑壳的外星人，所以见贤思齐，给脑组织搞一次跑羊驼圈地（印第安人到达美洲的时候当地的马已经灭绝了）。当然这仅仅是无稽之谈。顺便一提，玛雅人习惯在小孩子前面拴上小东西，引导小孩子成为斗鸡眼，让人怀疑外星的显示设备到底是什么样子的。玛雅人还有个习俗是把门齿之外的牙齿牙冠剪掉一截，搞成个人工龅牙的样子……
秘鲁纳斯卡区出土的变形头骨
DidierDescouens/WikimediaCommons
除了中南美洲，还有很多地方有头骨塑形的习俗，比如大名鼎鼎的匈人，在中欧和东欧出土了不少五世纪六世纪的瘦长头骨，都被认为是受到匈人的影响。希波克拉底在《论空气、水和环境》一书中则记载了埃及人拉长头骨的习俗。最令人意外的是，在伊拉克Shanidar发现的4.5~3.5万年前的尼安德特人遗址中，也发现有颗头骨存在拉长的迹象。
在周围固定而塑形的变形头骨，来自瓦努阿图（VanuatuRepublic），将头骨变形的习俗不仅限于中南美洲
WikimediaCommons
关于头骨塑形的动机，有多种不同说法，有的说美洲人是在模仿美洲豹，有的说是为了家族身份的识别，还有的说是为了祈祷生育顺利。在中美洲和秘鲁，都有头骨塑形是神谕的说法，而从考古学证据看来，头骨拉长越严重的人，墓葬越豪华。可见在过去头骨塑形是有身份的人才能享受的，或许就是某位上古的酋长，长了颗长脑壳，结果由他开始形成了崇尚甚至崇拜长脑壳的习俗。
“人中之驴”和“异相”
埃及第十八王朝有位阿肯那顿（Akhenaten）法老，他的雕像外貌让人印象最深刻的一点，就是可以用漫长来形容的脸，这个面相属于人中之驴！
年考古学家在国王谷发现了一家子木乃伊，其中一具在年被鉴定为阿肯那顿本人，不过就算有偏差，根据同批发现的两位公主的遗体，以及图坦卡蒙自己的瘦长颅骨，也能推测阿肯那顿的真容。阿肯那顿的瘦长头骨不是人工塑造的，科学家推测他患有马凡氏综合征，这是一种常染色体显性遗传病，患病特征为四肢、手指、脚趾细长不匀称，身高明显超出常人，伴有心血管系统异常，特别是合并的心脏瓣膜异常和主动脉瘤。患有马凡氏综合征的面部特征之一，就是长而窄的头骨。这个情况，或许能给上文“长脑壳”的推断做个参考吧。
阿肯那顿法老的“长驴脸”
WikimediaCommons
中国古代也有圣贤、君主天生异相的说法，说书人常说君主“尧眉舜目，禹背汤肩”，“尧眉分八彩，舜目有重瞳。耳有三漏，大禹之奇形；臂有四肘，成汤之异体”，这要是严格对应，君主就成了《巴黎圣母院》的卡西莫多了。除此之外，昭烈皇帝刘备“两耳垂肩，双手过膝”，晋武帝司马炎“发长委地，两手过膝”，项羽和南唐后主李煜的重瞳，还有唐高祖李渊的1个副乳都是史书记载的异象。
头骨塑形是可能导致智力问题和癫痫的，有学者推测，在头骨塑形领域的“内卷”制造了一批废人，这是玛雅文明盛极而衰的原因之一。楚王好细腰，宫中多饿死并不是只存在于书中的典故，社会舆论，特别是各类权威的诱导，在改变人的审美的同时，也可能直接影响人的健康，直到今天，这种力量都是存在的。
描绘紧身束腰（tightlacing）令人“折腰”的漫画，19世纪流行的紧身束腰，可能导致相当大的生理伤害，如今也有束腰过紧导致受伤的新闻
WikimediaCommons
来源：网络
分享：有限元分析在医疗行业的应用？
近些年来，数值模拟技术在机械，汽车，航空，航天，医疗，电子产品，土木及材料力学等领域得到了广泛的应用。CAE技术已经发展到我们生活的各个角落，没有你不敢想，只有你想不到。
今天小编分享的是CAE仿真技术在生物医学领域的应用。
CAE在生物医疗领域中的分析问题通常包括生物固体力学、生物与生理流体力学、细胞生物力学、康复工程力学、运动系统力学等。
而随着仿真分析技术水平的不断提升以及国内外研究学者对医疗事业的不断重视，在上述的五个方面从试验和仿真分析以及解析计算三方面有了很大的发展，尤其是在仿真分析方面，不论是材料本构的开发，还是仿真手段的创新都有许多的新发展。由于CAE仿真的可重复性、高效率和通用性，广受研究者们的青睐。
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CAE技术在生物医学领域的典型应用
人类经过长期的劳动进化后,人体骨骼已形成了一个几乎完美的力学结构。然而在对人体力学结构进行力学研究时,力学实验几乎无法直接进行,这时用有限元数值模拟力学实验的方法恰成为一种有效手段。
经过长期发展，CAE技术在生命科学研究中的应用,也取得了很多成绩，尤其在人体生物力学研究中,更显示出其极大优势。
20世纪60年代,在心血管系统的力学问题研究中,有限元法得到了初步应用。从70年代起,开始应用于骨科生物力学研究,最初应用于脊柱。80年代后,应用范围逐步扩展到颅面骨、颌骨、股骨、牙齿、关节、颈椎、腰椎及其附属结构等生物力学研究中。目前应用较广泛的，就是结合计算结构力学和计算流体力学现有的数值软件，针对人体不同部位进行力学仿真。
利用现有有限元软件日趋强大和完善的建模功能及其接口工具，可以拟实建立三维人体骨骼、肌肉、血管等器官组织，并模拟其生物力学材料特性。可以模拟各种类型的边界条件和载荷约束（几何约束、固定载荷、冲击载荷、温度特性等)，进行结构静力学、动力学、疲劳、流体力学等各种类型的仿真模拟，从而获得在不同虚拟实验条件下任意部位的变形、应力/应变分布、内部能量变化、流动特性以及极限破坏预测等特性。
A：颅面骨、颌骨、牙齿正畸仿真分析
头颅及颞下关节是CAE技术在生物力学中应用的重点之一。通过建立包括鼻上颌复合体、下颌骨及牙齿在内的颅颌面硬组织形态的三维有限元模型，用来研究颅颌面硬组织在正中矢状面上的形态特征及生长、正畸矫治、正颌手术引起的形态变化。也可以对下颌骨内固定下的应力遮挡作用进行模拟分析，对下颌骨体部、角部骨折在骨愈合的不同时期、不同的咬合形式及不同的内固定方法时的应力遮挡率进行计算分析。
B：脊柱仿真分析
脊柱生物力学仿真是有限元法在生物力学中研究的较早、分析的较多、也是临床上应用较广泛的领域。现今研究脊柱的工作使模型不仅能逼真地模拟椎骨、椎间盘,还能将周围的韧带、肌肉直接或间接地加入模型，使模拟更加真实与完善。这些工作不仅要求建立逼真的脊椎模型，而且要求测试椎间盘、周围韧带、肌肉的各种力学性能。
有限元在颈椎生物力学中的研究对象又可以细分为椎体、椎间盘、后部结构以及肌肉韧带等软组织。此外，内固定器械的生物力学研究，也有助于选择正确手术方法，以取得极佳矫形和固定效果。
有限元分析在脊柱腰椎段的应用，也覆盖了生理负载及外来负载下腰椎各部分应力分布，手术内固定及人工假体，脊柱内固定对邻近脊柱结构影响，骨质疏松椎体压缩性骨折，以及肌肉和韧带在有限元模型中的应用等多个方面，有力促进了脊柱动力学(载荷下的脊柱运动)、运动学(椎体间运动)和脊椎及椎间盘内部的应力应变等各种研究。
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人工假肢结构仿真分析
关节有限元分析人体关节尤其是大腿骨两端的髋关节以及膝关节，一直以来也是病症多发部位，应用CAE技术模拟人体关节力学结构是一种有效的方法。上肢的肘关节、腕关节的研究常常与骨折以及其他骨骼创伤性疾病的应力分析联系在一起。
而在髋关节方面，有限元分析较为广泛地应用于全髋关节置换的研究，分析全髋关节置换术前术后髋关节应力的分布情况，而且还可对骨水泥残余应力的细致分析和假体设计进行研究。对于膝关节分析来说，建立一个完整的三维有限元计算模型，不仅可以了解各部位的应力分布和工作原理，还有助于人工膝关节置换的合理设计。
C：足部仿真分析
当CAE技术应用于足部生物力学研究时，复杂的骨胳几何结构、边界条件和材料的不均匀性等问题便找到了可能的解决途径，人们也尝试对足部骨骼、软组织等结构内部的应力传递机理进行力学解释。此类计算分析模型不仅可以分析Lisfranc损伤和Midfoot融合等足部疾病，研究例如Hansen氏病和糖尿病人发生的足骨变形等病理现象的力学成因，还可以就鞋垫的舒适性、高跟鞋的致病性等日常问题进行分析。
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足部骨骼及韧带仿真示意图
D:人体软组织仿真分析
除了骨骼以外，人体软组织的研究也在不断深入。人体软组织研究主要针对人体运动系统皮肤以下骨骼之外的肌肉、韧带、筋膜、肌腱、滑膜、脂肪、关节囊等组织以及周围神经、血管。一般在以骨骼为主要研究对象的同时，如果需要考虑软组织的存在和影响，出于使用方便灵活的角度出发，通常都尽量在结构分析软件里面寻求模拟方案。这时候寻找合适的非线性材料本构模型来模拟对应的脑内多种不同物质特性就非常重要。
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膝关节半月板模拟分析
E:心脑血管流体及流固耦合分析
有时血液等流质因素也不可忽视，如开展心血管等疾病如主动脉瘤的研究时，血液动力学参数如壁面切应力、压力和血流速度等与动脉瘤的生长及破裂有着重要联系。这时就要借助CFX、FLUENT等流体力学分析软件来进行胸主动脉瘤的血流动力学分析，获得血液流场的流线、速度矢量、血管壁面压力等
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