顱腦減速傷CT影像及生物力學(xué)致傷機(jī)制研究.pdf

1、目的： 1.分析臨床顱腦減速傷的損傷特點(diǎn)，探討其在臨床傷情判斷和影像診斷中的應(yīng)用價(jià)值，并篩選有明確損傷力學(xué)邊界條件的典型顱腦減速傷病例。 2.利用動(dòng)物實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步研究顱腦減速傷的損傷特點(diǎn)，探討顱腦減速傷傷情、影像檢查和病理特征之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，補(bǔ)充、完善臨床顱腦減速傷的損傷特點(diǎn)。 3.構(gòu)建基于中國(guó)可視化人體(Chinese visible human，CVH)的顱腦三維有限元模型，探討高精度有限元模型的構(gòu)建方法。

2、 4.進(jìn)行基于事故再現(xiàn)的枕部顱腦減速傷的有限元模擬分析，探討枕部顱腦減速傷的生物力學(xué)致傷機(jī)制，為顱腦減速傷的準(zhǔn)確診斷和救治提供生物力學(xué)依據(jù)。 方法： 1.分析近五年來臨床上常見的顱腦減速傷病例的頭部螺旋CT平掃資料，結(jié)合致傷病史及臨床資料，分析顱腦減速傷的損傷特點(diǎn)。 2.開展兔墜落式顱腦減速傷實(shí)驗(yàn)，應(yīng)用常規(guī)CT平掃及CT灌注成像(PerfusionCT，PCT)檢測(cè)顱腦減速傷的傷情，并與大體解剖、顯微病理組織

3、學(xué)觀察進(jìn)行對(duì)照，分析顱腦減速傷的CT表現(xiàn)與病理變化之間的關(guān)系。 3.選取CVH數(shù)據(jù)集中顱腦連續(xù)薄層橫斷面圖像作為數(shù)據(jù)源，應(yīng)用PhotoShop CS3軟件進(jìn)行半自動(dòng)圖像分割，建立顱腦二維圖像的分割數(shù)據(jù)。將分割后的數(shù)據(jù)導(dǎo)入Amira4.1軟件，采用面繪制算法進(jìn)行三維重建，建立顱腦三維幾何模型。然后在HyperMesh8.0軟件中對(duì)顱腦三維面片模型進(jìn)行實(shí)體建模、劃分有限元網(wǎng)格和有限元模型裝配，構(gòu)建顱腦三維有限元模型。 4.利

4、用基于CVH的顱腦三維有限元模型，對(duì)篩選出的顱腦減速傷病例在LS-DYNA軟件中進(jìn)行事故再現(xiàn)，通過有限元模擬分析枕部減速?zèng)_擊時(shí)顱腦的應(yīng)力分布規(guī)律和特點(diǎn)，并與臨床CT表現(xiàn)進(jìn)行比較，分析枕部顱腦減速傷的生物力學(xué)致傷機(jī)制。 結(jié)果與結(jié)論： 1.系統(tǒng)地分析了臨床常見的顱腦減速傷傷情、CT影像特征，總結(jié)了顱腦減速傷損傷的主要特點(diǎn)。根據(jù)顱腦減速傷的損傷特點(diǎn)與致傷病史，可為臨床顱腦損傷傷情的快速、準(zhǔn)確判斷與救治提供依據(jù)，為顱腦減速傷的C

5、T影像掃描及診斷提供指導(dǎo)；根據(jù)顱腦減速傷的損傷特點(diǎn)與CT影像特征，可推測(cè)暴力作用部位和撞擊力的作用過程，為顱腦創(chuàng)傷事故原因的評(píng)判提供理論依據(jù)。 2.利用兔墜落實(shí)驗(yàn)成功再現(xiàn)了特定顱腦減速傷的致傷過程，得出兔顱腦減速傷的損傷特點(diǎn)主要表現(xiàn)為：頭皮損傷和顱蓋骨折位于撞擊部位；顱底骨折比顱蓋骨折多見且更嚴(yán)重，多位于前顱窩、中顱窩；硬膜下血腫多位于對(duì)沖部位；蛛網(wǎng)膜下腔出血是顱內(nèi)最常見的病灶，多位于腦干周圍和腦底部；腦挫裂傷位于撞擊部位及對(duì)沖

6、部位，以對(duì)沖部位損傷更嚴(yán)重。其病理和影像特征對(duì)臨床顱腦減速傷的損傷特點(diǎn)作了有益補(bǔ)充。 3.顱腦減速傷的CT表現(xiàn)與病理變化的良好對(duì)應(yīng)關(guān)系，可為顱腦減速傷CT診斷提供明確的病理學(xué)依據(jù)；聯(lián)合應(yīng)用常規(guī)CT平掃及PCT掃描，可較滿意地顯示兔顱腦減速傷的損傷特點(diǎn)；PCT所顯示的腦挫裂傷與病理解剖學(xué)觀察的腦組織破損、出血、充血和水腫等范圍接近，為臨床PCT早期而敏感地檢測(cè)腦挫裂傷提供了實(shí)驗(yàn)依據(jù)。 4.建立了復(fù)雜解剖結(jié)構(gòu)有限元模型構(gòu)建的

7、技術(shù)方法，成功構(gòu)建了基于CVH的首例顱腦有限元模型，包括大腦、小腦、腦干、大腦鐮、顱骨、上頜骨和下頜骨等結(jié)構(gòu)，模型在完整性、精確性和代表性方面較現(xiàn)有的有限元模型更具優(yōu)勢(shì)，可作為顱腦結(jié)構(gòu)生物力學(xué)分析的仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。 5.利用建立的顱腦有限元模型模擬分析枕部減速?zèng)_擊時(shí)顱腦的應(yīng)力分布規(guī)律，結(jié)果顯示：枕部線性減速?zèng)_擊時(shí)，除沖擊部位下方顱骨及腦組織出現(xiàn)應(yīng)力集中外，對(duì)沖部位也出現(xiàn)明顯的應(yīng)力集中區(qū)域，該應(yīng)力分布特點(diǎn)不但與患者臨床CT影像有良好