碰撞生物力学基础及其应用.pdfVIP

2001 5 17 5 Chin J Traumatol, Ma 2001, Vol. 17, No. 5 261 刘子建 张建华 杨济匡 [ 1] 碰撞生物力学亦称为损伤生物力学, 是汽车被 分离而发生的损伤如脑损伤等 动性安全研究中人体防护的重要理论 础在碰撞 在碰撞事故环境下, 车辆乘员所承受的常常是 事故过程中, 人体暴露在一 个机械冲击载荷的环境 上述几种载荷的组合例如, 在汽车前碰撞事故中 中, 在惯性力和接触力的作用下, 人体的各部分组织 发生的主要是头部胸部和下肢的损伤, 在仅有安全 将产生一定的生物力学响应若生物力学响应使人 带约束时分别占了损伤总数的52. 5% ( 含颈部) , 体组织超过可以恢复的限度或导致解剖学组织破 24. 3% 和14. 4%[2] 一项取样严格的调查得到的数 坏, 或导致正常生理功能变化或丧失, 这时就发生了 据表明, 前碰撞中简明损伤定级(AIS) 2: 头部损伤占 人体损伤, 人体组织在碰撞过程中所包含的有关力 22. 7%, 颈和( 或) 背部8. 8%, 胸部9. 3% , 下肢 学问题就称之为损伤生物力学笔者从汽车安全性 [ 3] [ 4] 33. 0%, 腹部13. 4% Patricia 等 用损伤严重度 研究出发, 介绍损伤生物力学的一些 本概念和有 评分( ISS) 对1 138 例有安全带约束的驾驶员在前碰 关的研究方法 撞中的损伤进行分析, 其中头和( 或) 颈伤占34. 5%, 一碰撞损伤的分类 胸伤27. 6%, 下肢伤20. 4% 头部主要与方向盘和 碰撞损伤分为穿透性损伤和无穿透损伤两种 挡风玻璃碰撞, 发生头骨碎裂, 面部擦伤撕裂, 颈部 穿透性损伤是力或冲击能量集中地作用在人体的一 扭伤和严重的颈椎骨折挫伤等; 胸部与方向盘碰 个很小区域内, 使其局部的载荷应力超出了破坏值 撞, 发生肋骨胸骨骨折或由于安全带载荷的作用发 所导致的损伤无穿透损伤则复杂得多, 通常是由 生肋骨骨折等; 腿部则与膝垫等车前部接触, 发生股 一些 钝的物体通过一 个较大的接触面与人体发生 骨和胫骨骨折等此外, 在加速度的作用下, 还会发 作用或者是惯性力作用的结果在碰撞的环境下, 生脑损伤和胸腔内出血等 接触力惯性人体组织的弹性和黏弹性特征等方面 二碰撞损伤程度和人体损伤耐受度 的因素均会影响到损伤的类型和程度在碰撞条件 损伤的评估标准和指标是损伤流行病学研究的 下发生无穿透损伤有三种主要形式: ( 1) 人体组织 重要 础, 它被用来区别和衡量事故中人体损伤程 的弹性极限被超出而造成的损伤如骨折等这种 度( severit ) , 也称为损伤评分( scaling) 它可以从力 损伤在高低速的冲击下均可能发生( 2) 由于剧烈 学和生理学的角度, 定义为生理学或解剖学意义上 的冲击载荷, 导致黏性材料超出耐受极限以后的损 的使人体功能丧失或解剖结构损坏方面的量; 也可 伤如汽车前碰撞事故中常发生的胸腔内出血等 以定义为生理学和与之相关的社会学意义方面的 ( 3) 在加速度载荷的作用下, 惯性力使人体某些组织 量与损伤程度密切相关的另一 个量称为损伤标准 ( injur criterion) , 它是通过一些物理参数或函数定 义表示的这些参数常常反映了引起某一程度损伤