使用有限元素头部模型预测体骨折在重物头部创伤
Natalia Lindgren1, Mikkel J Henningsen2, Christina Jacobsen2
1Division of Neuronic Engineering, KTH Royal Institute of Technology, Stockholm, Sweden. nalindgr@kth.se.
Biomechanics and modeling in mechanobiology
|September 1, 2023
概括
这项研究引入了骨的新材料模型,用于预测头部损伤中的头骨骨折. 计算模型准确地预测了现实世界事故模拟中的骨折发生和模式.
科学领域:
- 生物力学 生物力学
- 计算工程 计算工程 计算工程
- 创伤研究 创伤研究
背景情况:
- 创伤性头部伤害是全球死亡和残疾的主要原因.
- 骨的机械和冲击耐受性尚未完全理解.
- 头骨骨折很常见,但其预测仍然具有挑战性.
研究的目的:
- 开发和实施一个紧张率依赖的骨材料模型.
- 使用特定主体的有限元素 (FE) 头部模型来预测头骨骨折.
- 为了验证模型与现实世界落事故数据的有效性.
主要方法:
- 为骨提出了一种依赖应变速率的材料模型.
- 使用图像注册创建了特定主题FE头部模型.
- 头部撞击条件是从事故重建中得出的.
- 模拟骨折与死后CT扫描进行了比较.
主要成果:
- 在这五个案例中,FE模型准确地预测了骨骨折的发生和程度.
- 在大多数情况下,预测的骨折模式与CT扫描和尸检报告密切匹配.
- 抗拉材料模型在实验测试中成功捕获了线性断裂.
结论:
- 开发的依赖应变速率的材料模型准确地预测了线性骨骨折模式.
- 这项研究提出了一种新的计算程序,用于重建头骨骨折事件.
- FE模型对参数的灵敏度凸显了精确材料性能的重要性.
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