面部碰撞对行人创伤性脑损伤影响的生物力学研究

发布时间：2017-07-30 12:00

  本文关键词：面部碰撞对行人创伤性脑损伤影响的生物力学研究

  更多相关文章： 头颈部 有限元模型 面部碰撞 创伤性脑损伤 损伤生物力学

【摘要】：为预测和评判行人面部碰撞对创伤性脑损伤机理及生物力学响应,结合计算机断层扫描(CT)和磁共振(MRI)医学成像技术,建立符合中国人体特征的50百分位头颈部几何模型和有限元模型。有限元模型中颅骨与脑之间的相对运动采用切向滑动边界条件,摩擦系数定义为0.2,模拟鼻骨斜碰撞、鼻外侧软骨正面碰撞、牙齿正面碰撞、下颌骨碰撞和颧骨外侧斜碰撞等5种典型面部碰撞交通事故场景,探讨应力波在颅骨和脑内传播路径,得到颅内压力、von Mises等效应力和剪切应力等生物力学响应参数分布规律。结果显示,鼻骨斜碰撞颅内压力峰值为236.7 k Pa,von Mises应力为25.97 k Pa,超过了大脑耐受阈值;颧骨外侧斜碰撞最大横向剪切应力分别为14.56 k Pa和-18.07 k Pa,促使脑组织产生了较大的剪切变形,存在严重脑损伤风险。结论表明:面部碰撞的位置和方向是导致面部骨折严重程度的关键因素,面骨骨折的位置决定创伤性脑损伤的部位,面骨骨折都带有一定程度的创伤性脑损伤;头部受到冲击时,面部结构能够吸收大量的冲击能量来保护大脑,降低颅脑损伤的风险。
【作者单位】： 湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室;南京林业大学汽车与交通工程学院;新加坡国立大学机械工程系;
【关键词】： 头颈部 有限元模型 面部碰撞 创伤性脑损伤 损伤生物力学
【基金】：国家自然科学基金(11172099) 湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室基金(31415008) 中国博士后科学基金(2015M572243) 江苏省自然科学基金(BK20130981)
【分类号】：U467.14
【正文快照】： 引言头颈部损伤因其较高的致命性,已成为交通事故中最严重的损伤类型。在美国,交通事故中头部损伤在所有损伤造成的死亡中占到68%[1]。我国头颈部损伤在交通事故伤害中也呈上升的趋势,行人遭受车祸构成交通事故死亡的主体,头部交通伤害则是导致死亡的主要原因。面部损伤和创伤

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本文编号：594068