冲击过程中脑组织力学行为的数值模拟

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Indexed by:期刊论文

Date of Publication:2008-12-20

Journal:中国生物医学工程学报

Included Journals:Scopus、PKU、ISTIC、CSCD

Document Type:J

Volume:27

Issue:6

Page Number:882-886,893

ISSN No.:0258-8021

Key Words:有限元法;颅脑系统;安全设计;脑损伤

Abstract:通过有限元法,计算不同加速度载荷下人体脑部颅压变化,并将计算结果与头部损伤准则(HIC)标准进行对比.使用超弹+黏弹本构关系模拟脑组织行为,分析颅骨-脑组织系统在冲击载荷下的力学响应,并对比重力、脑脊液压力等对脑组织力学行为模拟的影响.结果发现,考虑重力与否(重力方向与速度和加速度方向垂直)对求解的影响相对较小,考虑重力因素会使每个颅压波动周期内的最小值略有增加.在加速度载荷施加的时间范围内,第一个颅内压力波动周期内的颅压的最大值较大,并在随后的波动周期内逐渐降低.对于人体脑部组织保护而言,考虑脑脊液压力的计算更靠近安全设计.对于不同的加速度载荷,HIC标准在判断人体脑部组织损伤时具有不一致的效果.在汽车(机车)的高速制动(加速)过程中,减速(加速)的初始阶段对人体脑组织的危害性最大.