对部强度和冲击动态对头部和部损伤参数的生物力学研究
Rahid Zaman1, Mohammad Ibrahim Hossain1, Ahmed Zubayer Raiyan1
1Department of Mechanical and Aerospace Engineering, University of Texas at Arlington, Arlington, TX, United States.
Frontiers in bioengineering and biotechnology
|September 19, 2025
概括
前侧冲击显著增加头部和部受伤的风险,特别是创伤性脑损伤 (TBI). 较高的部强度显示出最小的影响,这表明有针对性的填充是预防汽车和体育环境中受伤的关键.
科学领域:
- 生物力学 生物力学
- 伤害生物力学 伤害生物力学
- 计算建模 计算建模
背景情况:
- 头部和部受伤,包括创伤性脑损伤 (TBI),是全球主要的健康问题.
- 汽车事故,体育和军事活动是这些伤害的常见原因.
研究的目的:
- 调查撞击位置,严重程度和部强度如何影响头部和部损伤参数.
- 用肌肉骨头模型分析与不同冲击场景相关的风险.
主要方法:
- 在OpenSim软件中的肌肉骨头模型被用于模拟.
- 分析了63个案例,其中有7个撞击地点,3个部强度和3个撞击严重程度.
- 测量了关键的损伤参数,包括旋转加速,GAMBIT和部损伤标准 (NIC).
主要成果:
- 前侧偏心冲击导致了最高的旋转加速,明显超过前侧中央冲击.
- 冲击严重程度与增加的GAMBIT值直接相关.
- 部强度对头部和部损伤参数的影响很小 (10%).
结论:
- 撞击位置和严重程度是头部和部受伤风险的关键因素,侧向撞击构成最大的危险.
- 研究结果表明,在侧面和前侧面区域增强头盔填充,使用能吸收材料来减轻旋转加速并降低受伤概率.


