基于有限元模型的六歲兒童顱腦損傷分析.pdf

1、顱腦損傷是引起，兒童死亡和致殘的最常見原因。調(diào)查表明在0到14歲的兒童頭部損傷中，交通事故和跌落是兒童顱腦損傷的主要誘因。隨著有限元技術(shù)的發(fā)展，有限元模型逐漸成為研究顱腦損傷的重要工具。因此，構(gòu)建詳細(xì)的6歲兒童頭部有限元模型，通過有限元仿真模擬頭部損傷，不僅能夠得到顱腦損傷的原因和相應(yīng)的閡值，并且通過腦組織應(yīng)力和應(yīng)變可以探討兒童頭部的損傷機(jī)理。
　　本研究基于已構(gòu)建的具有詳細(xì)解剖學(xué)結(jié)構(gòu)的6歲兒童頭部有限元模型。該模型基于真實(shí)兒童頭

2、部CT掃描數(shù)據(jù)，建立了包括腦顱骨和面頰骨等硬組織以及胼胝體、大腦鐮等軟組織在內(nèi)的六歲兒童頭部有限元模型，并且合理的解釋并證明了頭部有限元模型的有效性。
　　為了研究?jī)和^部跌落傷，參照尸體試驗(yàn)，通過頭部有限元模型跌落碰撞仿真從不同跌落位置和不同跌落高度計(jì)算頭部碰撞的接觸力和質(zhì)心合成加速度，以及顱內(nèi)壓力、應(yīng)力應(yīng)變情況，深入分析顱腦損傷機(jī)理和顱骨骨折的耐受極限。研究表明，在考察頭部不同跌落位置與地面發(fā)生碰撞響應(yīng)時(shí)，最大撞擊力和峰值加速

3、度出現(xiàn)在前額跌落位置;頂部位置的直接碰撞最容易發(fā)生骨縫的骨折，造成顱內(nèi)壓力要大于其他三種碰撞位置;前額跌落位置當(dāng)?shù)涓叨却笥?20cm時(shí)，造成顱骨骨折的風(fēng)險(xiǎn)很大。
　　為了得到安全氣囊的安全距離，通過模擬安全氣囊模型沖擊兒童頭部有限元模型試驗(yàn)，全面評(píng)估氣囊與頭部的距離參數(shù)變化對(duì)顱腦損傷的影響。結(jié)果表明，隨著頭部與安全氣囊距離的不斷減小，造成顱腦損傷的風(fēng)險(xiǎn)越大。
　　本研究借助6歲兒童頭部有限元模型，通過頭部有限元模型跌落碰撞