側(cè)面沖擊下骨盆動脈損傷的生物力學(xué)研究.pdf

1、交通事故、跌倒或墜落等意外經(jīng)常引起對人體骨盆的沖擊碰撞,造成伴有骨盆血管損傷的骨盆創(chuàng)傷,死亡率較高。臨床發(fā)現(xiàn)盆內(nèi)動脈損傷與骨盆骨折有密切關(guān)系,但也發(fā)現(xiàn)無骨折情況下骨盆動脈損傷。目前對骨盆骨折合并動脈損傷的機(jī)理認(rèn)識還不充分,且多基于臨床案例的統(tǒng)計分析和解剖學(xué)研究,基于生物力學(xué)的研究則較少。因此本文提出從生物力學(xué)角度探索側(cè)面沖擊條件下骨盆動脈損傷機(jī)理,為臨床上預(yù)測和診療骨盆動脈合并傷提供相關(guān)基礎(chǔ)理論,為進(jìn)一步深入研究骨盆動脈損傷的生物力學(xué)研

2、究奠定基礎(chǔ)。本論文的主要工作歸納如下:
　　1、利用動脈造影 CT圖像,重建骨盆骨骼、皮膚、軟骨和動脈的外輪廓;基于外輪廓和解剖特征,運(yùn)用逆向工程手段建立骨盆-股骨-軟組織復(fù)合體的曲面。利用有限元前處理軟件,建立復(fù)合體的坐姿計算模型。
　　2、參照文獻(xiàn)中的試驗(yàn)加載條件,對現(xiàn)有模型進(jìn)行虛擬驗(yàn)證試驗(yàn);對比文獻(xiàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和模型輸出結(jié)果來驗(yàn)證骨盆-股骨-軟組織復(fù)合體模型;試驗(yàn)中沖擊力達(dá)到最大時的時間相符;骨組織的高塑性應(yīng)變區(qū)與試驗(yàn)報

3、導(dǎo)的骨折位置基本一致;用來反映系統(tǒng)的整體響應(yīng)和軟組織響應(yīng)的參數(shù),如最大壓縮百分比、粘性準(zhǔn)則和最大能量耗散等,都接近試驗(yàn)的平均值且均在最大值和最小值的之間。因此可以確信本模型能用于側(cè)面沖擊下骨盆動脈損傷研究。
　　3、在典型的側(cè)面沖擊條件下,骨盆發(fā)生了沖擊頭與骨盆的首次碰撞和骨盆與障礙物(對側(cè)支撐等)的減速碰撞。有限元分析表明,隨著沖擊能量上升,骨盆動脈的損傷風(fēng)險加大;在沖擊能量達(dá)焦耳時,骨盆動脈的最大等效應(yīng)力和主拉伸應(yīng)變分別為44

4、8KPa和28％;最先斷裂的動脈可能是對側(cè)的髂總動脈;同時發(fā)現(xiàn)動脈損傷風(fēng)險與骨盆骨折風(fēng)險正相關(guān)。
　　4、為從試驗(yàn)角度探索骨盆動脈損傷的機(jī)理,利用彈簧加速沖擊質(zhì)量的原理來設(shè)計骨盆撞擊試驗(yàn)臺,對骨盆沖擊試驗(yàn)臺進(jìn)行了機(jī)械設(shè)計;調(diào)試沖擊力傳感器和設(shè)計控制系統(tǒng)界面,對骨骼結(jié)構(gòu)和動脈運(yùn)動的測量和動脈灌注和壓力重建進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)方案的擬定。這些都為進(jìn)行尸體骨盆的撞擊試驗(yàn)做好了前期準(zhǔn)備。
　　本文首次建立了包含骨盆動脈的骨盆-股骨復(fù)合體有限元