车辆事故中脑外伤血肿膨胀与颅内压增高的有限元分析

发布时间：2017-09-29 04:04

  本文关键词：车辆事故中脑外伤血肿膨胀与颅内压增高的有限元分析

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【摘要】：在交通事故中,行人与非机动车骑车人作为交通事故中的弱势群体,承受较高的伤亡风险,而头部损伤更是在交通事故中造成重伤甚至死亡的主要致伤形式。近些年来,随着我国经济快速发展与汽车市场的升温,汽车保有量呈逐年增长趋势,我国的道路交通事故率一直居高不下,而其中的头部损伤在交通伤害中占较大的比例。因此在我国针对行人和非机动车事故开展头部损伤形式、损伤机理和防护技术的研究具有重要意义。本文基于中南大学湘雅第三医院提供的行人交通事故的数据,使用多刚体动力学人体模型与GHBMC有限元头部模型进行了两例典型事故分析与重建工作,准确的重现了事故中人体的动力学响应过程;同时根据事故损伤分析得到的各种损伤评估指标,与事故中受害者的伤情报告进行对比,分析在交通事故中造成脑外伤血肿产生的机理。同时本文提出了采用气体分子动力学模拟脑部血肿对脑组织及颅内压影响的方法,通过医学图像软件Mimics得到患者头部血肿几何模型与病变位置,调整已验证的GHBMC成人头部有限元模型,使其符合实际患者头部病变几何特征,之后采用气体分子动力学颗粒法模拟脑血肿引起的颅内压变化。通过脑中线与侧脑室移位数值、颅内压力数值与临床的数据对比,验证该方法的有效性。在此基础上,可观察各部分脑组织压力分布情况,可获得颅内压力最大位置,为临床上颅内压探头的植入提供准确的位置。
【关键词】：头部损伤 事故重建 有限元 气体分子动力学 颅内压
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R651.15;U491.31
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-16
• 1.1 本文研究背景与意义9-10
• 1.2 国内外头部损伤研究现状10-13
• 1.2.1 国外头部损伤研究现状11-12
• 1.2.2 国内头部损伤研究现状12-13
• 1.3 头部交通伤研究内容13-14
• 1.3.1 头部交通伤流行病学13-14
• 1.3.2 交通事故中常见头部损伤形式14
• 1.4 本文主要研究内容14-16
• 第2章 头部损伤生物力学16-25
• 2.1 人体头部解剖学结构16-18
• 2.2 颅脑主要损伤及机理18-21
• 2.2.1 颅骨骨折18-19
• 2.2.2 集中性脑损伤19-21
• 2.2.3 弥漫性脑损伤21
• 2.3 头部损伤机理研究21-22
• 2.4 头部损伤评价标准22-24
• 2.4.1 韦恩州立大学头部耐受限度曲线WSTC22-23
• 2.4.2 头部冲击剧烈成度指数SI23
• 2.4.3 头部损伤评价标准HIC23-24
• 2.4.4 简明损伤定级法24
• 2.5 本章小结24-25
• 第3章 行人事故重建与头部交通伤分析25-37
• 3.1 概述25
• 3.2 行人碰撞事故25-28
• 3.2.1 行人事故案例数据采集26
• 3.2.2 行人事故案例描述26-28
• 3.3 多刚体动力学事故重建28-34
• 3.3.1 多刚体动力学基本理论28-30
• 3.3.2 多刚体动力学行人模型30-31
• 3.3.3 多刚体动力学汽车模型31-32
• 3.3.4 事故重建32-33
• 3.3.5 事故重建结果对比分析33-34
• 3.4 有限元头部模型仿真分析34-36
• 3.4.1 头部模型的基本设定34
• 3.4.2 头部损伤结果分析34-36
• 3.5 本章小结36-37
• 第4章 行人头部病变模拟37-45
• 4.1 医学软件MIMICS简介37-38
• 4.2 病人颅脑血肿占位效应38-39
• 4.2.1 病人脑室与脑中线偏移38-39
• 4.2.2 病人颅内压分析39
• 4.3 GHBMC头部有模型的占位效应有限元模拟39-43
• 4.3.1 有限元头部模型的调整39-41
• 4.3.2 血肿折叠方法41-42
• 4.3.3 血肿膨胀引起占位效应的有限元模拟42-43
• 4.4 本章小结43-45
• 第5章 基于临床病人数据的模型验证45-50
• 5.1 气体分子动力学颗粒法理论概述45-46
• 5.2 GHBMC头部模型的颅内压仿真分析46-49
• 5.2.1 头部模型加载与仿真46-47
• 5.2.2 颅内压有限元结果分析47-49
• 5.3 本章小结49-50
• 总结与展望50-52
• 参考文献52-56
• 致谢56-57
• 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录57

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本文编号：939838