3-12岁儿童颈椎材料参数化研究
发布时间：2021-06-06 03:59
交通事故是造成儿童伤亡的一个重要因素,而颈椎损伤是事故中儿童常见的一种损伤形式,具有高发病率和高死亡率的特点。因为儿童尸体实验数据来源有限,所以目前针对儿童颈椎损伤的研究较少,尽管有一些儿童颈椎有限元模型被开发用于研究儿童损伤机理,但是这些模型是针对特定年龄开发的,不能很好的用于研究不同年龄儿童损伤差异性。儿童处于生长发育阶段,颈椎组织的力学特性随年龄的变化较大,研究儿童颈椎组织的材料特性随年龄的变化对于儿童颈椎有限元模型的开发和儿童损伤机理的研究具有重要的参考价值。受到条件的限制,采用尸体实验的方法获取组织的材料参数不太现实,所以本文将根据其他学者的人体组织实验资料展开研究。前期通过大量文献研究工作,归纳总结了国内外学者关于人体颈椎的力学特性研究,并对这些这些研究结果进行了分析,获取了成人颈椎组织的材料参数;之后根据人体颈椎材料参数的获取方法,采用缩放成人颈椎材料参数和相关的力学特性曲线方法建立儿童的颈椎材料参数,最后就椎骨、韧带和椎间盘等组织材料的参数化方法分别进行了介绍,对颈椎各个组织材料参数随年龄变化的参数化结果进行了总结。基于建立的参数化材料参数模型选取了三个比较有年龄代表性...
【文章来源】：湖南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．２世卫生组织欧洲区域关于０－１９岁伤亡比例统计图??
案例的调查分析建立了一个基于损伤严重程度评价整个生命周期的伤亡成本的体??系，研究结果指出５－１４岁儿童的伤亡成本是最高的［５】。儿童作为弱势群体，在事??故发生的时是最容易受到伤害的人群，图１．３可以看出，儿童的伤亡人数虽然有??逐年下降的趋势，但由交通事故造成伤亡的基数仍然较大［６］，脊椎损伤是儿童交??通事故常见的一种损伤形式，具有很高的发病率和死亡率【７￣８］，大约６０％－８０％的??儿童脊椎损伤是发生在颈椎段，这与其解剖结构和力学属性特殊性密切相关｜９，１（）］。??目前对于儿童颈椎损伤研究还比较少，因此，展开儿童颈椎组织力学特性研究有??助于颈椎的损伤机理、损伤容限建立以及儿童乘员约束系统的开发、汽车相关法??律法规的制定。??溺水?ｍ?中主??火灾沾?跌倒４％??图１．２世卫生组织欧洲区域关于０－１９岁伤亡比例统计图??一独联体?欧洲地区一欧盟??４５??４〇?八???３５?ｆ??３０??ｇ?２５??－２０??＾Ｓ－＾丨丨丨Ｉ?＿?丨＿＿则ｕ?ｉ??起?１５??１０??．?????５??０????????—＇—??????—??????????１９８０?１９８２?１９８４?１９８６?１９８８?１９９０?１９９２?１９９４?１９９６?１９９８?２０００?２００２?２００４??年份??图１．３世卫组织欧洲区域１－１９岁死亡率趋势图??１．２儿童颈部有限元模型的研究现状??随着计算机仿真水平的快速发展
格划分技术，成功构建出人体Ｃ４颈椎的有限元模型，并通过载荷工况和临床观??察对模型进行了验证；２００１年Ｙｏｇａｎａｎｄａｎ等［１７］学者建立了?—ｔ＇线性的Ｃ４－Ｃ５－Ｃ６??颈椎模型，如图１．４所示，用于研宄颈椎的生物力学及软组织韧带的响应；２０１１??年Ｆｉｃｅ等学者利用精确的几何模型建立了一个生物逼真度较高的代表５０百分??位男性的头颈模型，如图１．５所示，并通过了尸体实验的验证，为了提高计算效??率，Ｆｉｃｅ学者将头骨设置为刚性体，研宄其在追尾工况下，韧带的应变响应。??图１．４?Ｙｏｇａ丨ｌａｎｄａｎ等１１７１建立线性Ｃ４－Ｃ５－Ｃ６颈椎有限元模型??３??
【参考文献】：
期刊论文
[1]3岁儿童C4-C5颈椎有限元模型开发及拉伸、弯曲验证[J]. 曹立波,魏嵬,张冠军. 中国生物医学工程学报. 2015(01)
[2]基于自适应响应面法的车身结构轻量化设计[J]. 赵鹏飞,王丽娟,陈宗渝,方柘林,涂晴. 南昌大学学报(工科版). 2014(03)
[3]基于HyperStudy的乘员约束系统参数优化[J]. 雷刚,罗强,刘意. 重庆理工大学学报(自然科学). 2011(05)
[4]儿童颈椎及脊髓损伤的研究进展[J]. 刘世敬,钟世镇,李佛保. 中国脊柱脊髓杂志. 2007(11)
[5]挥鞭样损伤的生物力学[J]. 戴力扬. 医用生物力学. 2002(04)
[6]女孩椎体皮质骨和髓质骨密度变化与年龄的关系:定量CT评价[J]. 刘福强. 国外医学(临床放射学分册). 1995(02)
博士论文
[1]基于体征的参数化乘员有限元模型建立方法及应用研究[D]. 王玉龙.湖南大学 2016
[2]老龄和肥胖乘员有限元模型建模方法及损伤机理研究[D]. 石向南.湖南大学 2014
本文编号：3213555
【文章来源】：湖南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．２世卫生组织欧洲区域关于０－１９岁伤亡比例统计图??
案例的调查分析建立了一个基于损伤严重程度评价整个生命周期的伤亡成本的体??系，研究结果指出５－１４岁儿童的伤亡成本是最高的［５】。儿童作为弱势群体，在事??故发生的时是最容易受到伤害的人群，图１．３可以看出，儿童的伤亡人数虽然有??逐年下降的趋势，但由交通事故造成伤亡的基数仍然较大［６］，脊椎损伤是儿童交??通事故常见的一种损伤形式，具有很高的发病率和死亡率【７￣８］，大约６０％－８０％的??儿童脊椎损伤是发生在颈椎段，这与其解剖结构和力学属性特殊性密切相关｜９，１（）］。??目前对于儿童颈椎损伤研究还比较少，因此，展开儿童颈椎组织力学特性研究有??助于颈椎的损伤机理、损伤容限建立以及儿童乘员约束系统的开发、汽车相关法??律法规的制定。??溺水?ｍ?中主??火灾沾?跌倒４％??图１．２世卫生组织欧洲区域关于０－１９岁伤亡比例统计图??一独联体?欧洲地区一欧盟??４５??４〇?八???３５?ｆ??３０??ｇ?２５??－２０??＾Ｓ－＾丨丨丨Ｉ?＿?丨＿＿则ｕ?ｉ??起?１５??１０??．?????５??０????????—＇—??????—??????????１９８０?１９８２?１９８４?１９８６?１９８８?１９９０?１９９２?１９９４?１９９６?１９９８?２０００?２００２?２００４??年份??图１．３世卫组织欧洲区域１－１９岁死亡率趋势图??１．２儿童颈部有限元模型的研究现状??随着计算机仿真水平的快速发展
格划分技术，成功构建出人体Ｃ４颈椎的有限元模型，并通过载荷工况和临床观??察对模型进行了验证；２００１年Ｙｏｇａｎａｎｄａｎ等［１７］学者建立了?—ｔ＇线性的Ｃ４－Ｃ５－Ｃ６??颈椎模型，如图１．４所示，用于研宄颈椎的生物力学及软组织韧带的响应；２０１１??年Ｆｉｃｅ等学者利用精确的几何模型建立了一个生物逼真度较高的代表５０百分??位男性的头颈模型，如图１．５所示，并通过了尸体实验的验证，为了提高计算效??率，Ｆｉｃｅ学者将头骨设置为刚性体，研宄其在追尾工况下，韧带的应变响应。??图１．４?Ｙｏｇａ丨ｌａｎｄａｎ等１１７１建立线性Ｃ４－Ｃ５－Ｃ６颈椎有限元模型??３??
【参考文献】：
期刊论文
[1]3岁儿童C4-C5颈椎有限元模型开发及拉伸、弯曲验证[J]. 曹立波,魏嵬,张冠军. 中国生物医学工程学报. 2015(01)
[2]基于自适应响应面法的车身结构轻量化设计[J]. 赵鹏飞,王丽娟,陈宗渝,方柘林,涂晴. 南昌大学学报(工科版). 2014(03)
[3]基于HyperStudy的乘员约束系统参数优化[J]. 雷刚,罗强,刘意. 重庆理工大学学报(自然科学). 2011(05)
[4]儿童颈椎及脊髓损伤的研究进展[J]. 刘世敬,钟世镇,李佛保. 中国脊柱脊髓杂志. 2007(11)
[5]挥鞭样损伤的生物力学[J]. 戴力扬. 医用生物力学. 2002(04)
[6]女孩椎体皮质骨和髓质骨密度变化与年龄的关系:定量CT评价[J]. 刘福强. 国外医学(临床放射学分册). 1995(02)
博士论文
[1]基于体征的参数化乘员有限元模型建立方法及应用研究[D]. 王玉龙.湖南大学 2016
[2]老龄和肥胖乘员有限元模型建模方法及损伤机理研究[D]. 石向南.湖南大学 2014
本文编号：3213555
本文链接：https://www.wllwen.com/yixuelunwen/swyx/3213555.html
