基于系列有限元模型的兒童頭部損傷研究.pdf

1、因交通事故造成的兒童意外傷害類型中以頭部損傷最為常見，且頭部損傷往往會造成較為嚴重的后果，給社會帶來重大的經濟損失和負擔。因此，研究兒童頭部損傷生物力學問題，對于開發(fā)相關防護裝置以及降低傷害發(fā)生率具有非常重要的現(xiàn)實意義。目前為止，關于兒童頭部損傷的研究大多是建立于成人研究的基礎上，并且由于倫理道德等因素的限制，更是難以通過兒童尸體實驗來獲得響應數(shù)據?，F(xiàn)階段各國安全法規(guī)評估時使用的兒童假人和損傷準則等，大多是基于比例縮放方法從成人假人及其

2、損傷準則獲得。但是與成人相比，兒童頭部在幾何形狀、解剖結構及組織材料等方面都存在較大差異，采用上述縮放方法進行的研究精確度往往不高。因此，利用詳細開發(fā)和驗證過的兒童有限元模型進行替代研究是一種趨勢。
　　本文利用本課題組前期開發(fā)的、具有相似網格劃分模式的三個典型年齡時期兒童頭部有限元模型，基于三個經典的成人尸體實驗和一起兒童跌落事故進行了大量的仿真研究:基于Nahum和Trosseille的尸體實驗對模型進行了顱內響應研究;基于Y

3、oganandan的尸體實驗進行了顱骨響應研究;同時，基于上述實驗還進行了不同年齡段兒童頭部響應的對比分析和參數(shù)化研究等工作;并且還利用已經驗證過的模型運用MADYMO和LS-DYNA軟件，進行了事故重建、損傷預測及參數(shù)化研究;此外，還對兒童損傷研究中最常采用的比例縮放方法的準確性進行了分析。
　　仿真結果表明:系列兒童頭部有限元模型能夠比較真實的反應頭部響應;相同載荷作用下，兒童頭部受到損傷的風險比成人要大，且損傷風險隨兒童年齡