顱腦減速傷CT影像及生物力學致傷機制研究.pdf

1、目的： 1.分析臨床顱腦減速傷的損傷特點，探討其在臨床傷情判斷和影像診斷中的應用價值，并篩選有明確損傷力學邊界條件的典型顱腦減速傷病例。 2.利用動物實驗進一步研究顱腦減速傷的損傷特點，探討顱腦減速傷傷情、影像檢查和病理特征之間的對應關系，補充、完善臨床顱腦減速傷的損傷特點。 3.構建基于中國可視化人體(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建方法。

2、 4.進行基于事故再現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致傷機制，為顱腦減速傷的準確診斷和救治提供生物力學依據。 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，結合致傷病史及臨床資料，分析顱腦減速傷的損傷特點。 2.開展兔墜落式顱腦減速傷實驗，應用常規(guī)CT平掃及CT灌注成像(PerfusionCT，PCT)檢測顱腦減速傷的傷情，并與大體解剖、顯微病理組織

3、學觀察進行對照，分析顱腦減速傷的CT表現與病理變化之間的關系。 3.選取CVH數據集中顱腦連續(xù)薄層橫斷面圖像作為數據源，應用PhotoShop CS3軟件進行半自動圖像分割，建立顱腦二維圖像的分割數據。將分割后的數據導入Amira4.1軟件，采用面繪制算法進行三維重建，建立顱腦三維幾何模型。然后在HyperMesh8.0軟件中對顱腦三維面片模型進行實體建模、劃分有限元網格和有限元模型裝配，構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，對篩選出的顱腦減速傷病例在LS-DYNA軟件中進行事故再現，通過有限元模擬分析枕部減速沖擊時顱腦的應力分布規(guī)律和特點，并與臨床CT表現進行比較，分析枕部顱腦減速傷的生物力學致傷機制。 結果與結論： 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，總結了顱腦減速傷損傷的主要特點。根據顱腦減速傷的損傷特點與致傷病史，可為臨床顱腦損傷傷情的快速、準確判斷與救治提供依據，為顱腦減速傷的C

5、T影像掃描及診斷提供指導；根據顱腦減速傷的損傷特點與CT影像特征，可推測暴力作用部位和撞擊力的作用過程，為顱腦創(chuàng)傷事故原因的評判提供理論依據。 2.利用兔墜落實驗成功再現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主要表現為：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重，多位于前顱窩、中顱窩；硬膜下血腫多位于對沖部位；蛛網膜下腔出血是顱內最常見的病灶，多位于腦干周圍和腦底部；腦挫裂傷位于撞擊部位及對沖

6、部位，以對沖部位損傷更嚴重。其病理和影像特征對臨床顱腦減速傷的損傷特點作了有益補充。 3.顱腦減速傷的CT表現與病理變化的良好對應關系，可為顱腦減速傷CT診斷提供明確的病理學依據；聯合應用常規(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；PCT所顯示的腦挫裂傷與病理解剖學觀察的腦組織破損、出血、充血和水腫等范圍接近，為臨床PCT早期而敏感地檢測腦挫裂傷提供了實驗依據。 4.建立了復雜解剖結構有限元模型構建的

7、技術方法，成功構建了基于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構，模型在完整性、精確性和代表性方面較現有的有限元模型更具優(yōu)勢，可作為顱腦結構生物力學分析的仿真實驗平臺。 5.利用建立的顱腦有限元模型模擬分析枕部減速沖擊時顱腦的應力分布規(guī)律，結果顯示：枕部線性減速沖擊時，除沖擊部位下方顱骨及腦組織出現應力集中外，對沖部位也出現明顯的應力集中區(qū)域，該應力分布特點不但與患者臨床CT影像有良好