颈动脉爆炸冲击伤有限元仿真模拟及生物力学分析

• 作者: 周旭华 张纲 曾勇 朱勋志 欧阳荣键 罗妍彦 谭颖徽
• 来源期刊: 中华创伤杂志
• 关键词: 颈动脉损伤 冲击波 有限元分析 生物力学
• 年，卷（期）: 2019,（2）
• 所属期刊栏目: 生物力学
• 页码范围: 162-168
• 页数: 7页
• 字数: 4353字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3760/cma.j.issn.1001-8050.2019.02.011

摘要

目的 构建三维有限元模型,并探讨颈动脉爆炸冲击伤的生物力学机制.方法 基于1名健康男性志愿者头颈CT血管造影(CTA)影像学数据,应用Mimics软件提取三维几何模型.应用Geomagic Studio软件对几何模型进行颈动脉、软组织非均匀有理B样条(NURBS)曲面拟合,得到三维实体模型.应用HyperMesh软件进行体网格划分,得到包括动脉血管、血液及周围软组织的颈动脉三维有限元模型.设置材料参数及边界条件,设置血管壁破裂损伤阈值为1 MPa,在LS-DYNA软件中模拟颈部距MK3A2型手榴弹80,70和60 cm爆炸冲击致伤颈动脉的动态过程,输出冲击波波形、超压峰值,输出应力云图分析损伤形态及应力分布,输出应力时间曲线分析力学变化.结果 距爆心80,70和60 cm时,冲击波超压峰值分别为0.45,0.63和0.96 MPa.80 cm时血管壁应力峰值为0.43 MPa,管壁尚未破裂;70 cm时,头臂干应力峰值大于1 MPa,出现较小破裂;60 cm时,头臂干和升主动脉应力峰值均大于1 MPa,出现明显破裂;双侧颈总动脉根部、头臂干、升主动脉等部位血管前壁为高应力集中区,表现为损伤破裂高发区.结论 成功构建颈动脉爆炸冲击伤有限元模型,可以用于分析爆炸冲击致伤颈动脉的力学响应和损伤机制.爆炸冲击过程中瞬间应力突变达到或超过血管壁损伤阈值是其损伤及破裂的主要致伤机制;距爆心为60及70 cm时,管壁应力峰值大于1 MPa,即可出现颈动脉破裂.可为颈动脉爆炸冲击伤临床救治和损伤防护提供参考.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	欧阳荣键	陆军军医大学第二附属医院口腔科	4	5	1.0	2.0
2	张纲	陆军军医大学第二附属医院口腔科	5	5	1.0	2.0
3	谭颖徽	陆军军医大学第二附属医院口腔科	8	6	1.0	2.0
4	朱勋志	陆军军医大学第二附属医院口腔科	3	2	1.0	1.0
5	周旭华	陆军军医大学第二附属医院口腔科	3	2	1.0	1.0
6	曾勇	陆军军医大学第二附属医院口腔科	5	5	1.0	2.0