颅脑拳击损伤的参数化分析

摘要

目的 以生物力学理论为基础,利用有限元法研究不同力量的拳头打击颅脑不同部位的致伤特点以及预判颅脑损伤风险,为实际医疗防护和法医学鉴定提供参考依据.方法 利用DICOM数据建模法以及相关软件构建拳头的有限元模型,以拳头的有效质量与速度表征拳头的动能,联合人体有限元模型THUMS 4.02对正面和侧面拳击致颅脑损伤的特征进行参数化仿真.结果 拳头打击颅脑致人直接死亡的概率较低,但是随着拳头力量的逐渐增大,颅脑损伤的风险也逐渐增大.拳头打击头部位置不同,颅脑损伤特征也有着明显不同,额部遭受袭击时,颅骨最大等效应力为122.40 MPa,而脑组织为4.31 kPa,当颞部受到袭击时,颅骨最大等效应力为71.53 MPa,而脑组织为7.09 kPa.结论 颅脑的不同部位受到拳头打击时,颅骨骨折及脑组织损伤的特征及风险具有一定的差异,额部受到打击时颅骨的骨折风险明显高于颞部,而脑组织的损伤风险却恰好相反.颅骨骨折概率最大位置一般表现在颅骨直接受到冲击的部位,随着应力波的传导也会波及颅骨其他部位,而脑组织损伤风险最大的位置却并不表现在脑部直接受到冲击的位置.