作为力学和医学相结合的产物，生物力学研究与生命科学紧密联系，是新世纪的重要前沿。生物力学的发展给固体力学带来了新的活力，同时也给固体力学实验技术提出了挑战。 本文着重以人体颈椎和生物体软组织为研究对象，对数字散斑相关方法(DSCM)及其在生物力学中的应用进行了系统的理论研究和实验测试。主要成果是：(1)提出了基于微区散斑分布统计特性的数字散斑亚像素位移梯度算法(SBDSGM)并给出了算法的四种不同求解模式。这种算法具有精确而快速的求解功能，适用于骨等固态生物材料的实验测试，可以直接获得试件变形的位移场和应变场；(2)通过计算机生成了8000多幅数字散斑模拟图像，以此为基础对数字散斑亚像素测量精度和速度的影响因子进行了系统的定量研究，分析讨论了DSCM方法中计算子窗口变化、散斑颗粒大小、散斑颗粒数目和平均密度等因素对计算结果的影响，为利用DSCM技术测试时进行预先判断和选择计算参数提供了理论依据；(3)利用DSCM技术对人体颈椎C7的椎体及其下位软骨板和椎间盘进行了生物力学实验测试，计算得到了试件局部变形演化的全过程，同时得出了软骨板在受力变形中沿外力作用方向基本保持零应变状态的结论。(4)完成了人体颈椎C7的逼真三维可视化重建，并基于此模型建立了精细的C7退变有限元力学模型，给出了颈椎在退行性改变条件下的若干结论。(5)完成了生物体软组织变形测试的复杂实验设计，将SBDSGM和时间序列电子散斑干涉(TSESPI)两种新型数字散斑技术成功地用于生物体软组织的变形和力学参数测量中，证明了数字散斑方法在生物力学实验测试中的独特优势，最后指出这种方法在未来对生物力学的在体测试中的应用前景。