具有解剖基下颌的人头模型撞击损伤的有限元研究

• 作者: 张海钟 李师勇 杜汇良 柳春明 马春生 黄世霖 黄旭明
• 来源期刊: 中华医学杂志
• 学科: 医学
• 关键词: 下颌骨 体层摄影扫描仪,X线计算机 下颌损伤 生物力学
• 年，卷（期）: 2003,（24）
• 所属期刊栏目: 论著
• 页码范围: 2166-2169
• 页数: 4页
• 分类号: R78
• 字数: 3302字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3760/j:issn:0376-2491.2003.24.015

摘要

目的建立具有解剖基下颌的人体头部有限元模型.探讨此模型以不同速度正面撞击的响应过程,研究其损伤的生物力学机理.方法根据人体下颌骨的螺旋CT扫描图像,利用三维重建、图像处理和网格划分技术,建立人体下颌骨的三维有限元模型,通过关节和经过修改的混合Ⅲ型假人头部模型相连接,建立活体下颌骨与混合Ⅲ型假人头结合的人体头部有限元模型.对下颌骨进行初步边界约束,模拟计算此模型以3.6 m/s和10 m/s速度撞击正前方刚体.结果下颌骨以3.6 m/s速度撞击正前方刚体,下颌骨会以颞下颌关节为轴向后轻微滑动,因而应力上升过程中有一回落,此处为滑动力.应力沿下颌骨外斜线向升支和颞下颌关节传递,髁突及髁突颈部应力有明显集中;下颌骨以10m/s速度撞击时,滑动力不明显,于第4～5 ms时应力回弹、反射明显导致应力叠加.活体下颌骨与混合Ⅲ型假人头结合,可对下颌骨进行边界约束.在喙突(颞肌)边界约束条件下,喙突应力亦有一定改变.结论 (1)髁突及髁突颈部相对于下颌骨体其骨结构的横截面积陡然减小,骨结构的横截面积陡然减小的区域出现应力集中;(2) 撞击过程中下颌骨以髁突为轴向后轻微滑动,造成此处较强的应力有集中;(3) 应力回弹、反射导致应力叠加,,这是下颌骨撞击损伤的生物力学机制之一,与临床下颌骨正面撞击所造成的骨折部位完全吻合.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	马春生	清华大学汽车系	30	266	9.0	15.0
2	杜汇良	清华大学汽车系	38	295	11.0	16.0
3	黄世霖	清华大学汽车系	57	902	18.0	28.0