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颅脑模型减速撞击过程中脑组织受力特点的研究
目的 研究颅脑减速撞击过程中脑组织关键部位受力的特点(受拉或受压).方法 制作含气泡的透明颅脑物理模型,并将其固定在竖式颅脑减速撞击实验台上.将移动平台放置在400 mm的高度,自由下落并撞击固定台面,同时采用高速摄像记录整个减速撞击过程,并用序列图片分析软件对气泡长、短轴(分别位于垂直于撞击方向及撞击方向)的轴长变化进行分析.结果 撞击点处的气泡在短轴方向上的轴长变化大于长轴方向上的轴长变化,对冲点处的气泡在短轴方向上的轴长变化小于长轴方向上的轴长变化.结论 实验结果表明撞击点处的气泡所受到的作用力主要为压力且来自于短轴方向,即撞击方向;对冲点处的气泡所受到的作用力主要为拉力且来自于长轴方向,即撞击方向的垂直方向.该结果对于研究颅脑减速撞击致伤的力学机制及其诊断和防护具有重要意义.
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颅脑减速碰撞中脑组织空化效应的模拟研究
目的:构建一种新的方法用于再现颅脑减速撞击过程中对冲部位的空化效应.方法:制作含微气泡的透明颅脑物理模型,并将其安放在竖式颅脑减速撞击移动平台上.在高强度灯光的照明环境中,将移动平台以40 cm的高度自由下落而撞击固定台面,同时采用高速摄像记录减速撞击的整个过程.之后用序列图片分析软件计算微气泡的体积与平均压力的变化,研究碰撞过程中脑组织的空化效应.结果:位于撞击对侧的微气泡在撞击过程中其体积明显增大,位于撞击侧的微气泡在撞击过程中其体积减小,位于中性点的微气泡在撞击过程中其体积增减不明显.结论:该实验结果表明颅脑对冲部位出现了负压,存在空化现象.清晰直观地再现了颅脑减速撞击过程中对冲部位的空化效应.有助于在一定程度上较好地认识颅脑减速撞击过程中脑组织内动态应力的分布特点,为阐明交通事故伤中较为常见的颅脑"对冲伤"的力学发生机制提供一定的方法和实验基础.同时该方法对于研究颅脑减速撞击损伤的致伤机理及其诊断和防护具有重要意义.
