[發明專利]人體臟器力學損傷評估方法

無效

• 申請號: 201110292736.7
• 申請日: 2011-09-30
• 公開（公告）號: CN102435166A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發明（設計）人: 尹志勇;王富平;陳忠敏;楊光瑜;趙輝;肖凱;王正國
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍第三軍醫大學第三附屬醫院
• 主分類號: G01B21/32
• 分類號: G01B21/32;G01M7/08;G01M17/007
• 代理公司: 重慶市前沿專利事務所 50211
• 代理人: 郭云

技術領域

本發明涉及一種人體臟器力學損傷評估方法，本發明的方法可以用于車載工具等安全性能的評估中的參考。

背景技術

目前，在人體臟器力學損傷研究中，主要以動物實驗，尸體實驗，假人模型，計算機仿真等，但都存在各自的問題，動物雖臟器生理特性與人相似，因其與人在體型上有較大差異，其試驗結果與人有差距；尸體雖與人體型上相似，但是臟器組織已經變質，實驗結果與真人無法相提并論；假人模型只是記錄在碰撞是前胸或側面受到的作用力和加速度等數據，并以此來推測臟器損傷程度，對臟器的實際情況無法知曉；計算機仿真主要以有限元仿真計算為主，雖然現在日本，歐盟，美國已有自己的人體有限元模型，但均未得到實際驗證。

但是目前在人體臟器力學損傷評估中，主要以胸廓的變形速率和壓縮量來計算，這兩個參數可以通過高速攝像來確定，但是這些參數都只是能看到胸廓的變形，對臟器的實際情況無法知曉，也不能得知每個臟器受到的致傷能量，因此也就無法準確的得知各個臟器的受傷重要的研究課題。

發明內容

本發明的目的就在于提供一種能在撞擊中獲得人體各個臟器致傷能量的人體臟器力學損傷評估方法。

為達到上述目的，本發明的技術方案為：一種人體臟器力學損傷評估方法，按照如下步驟來完成：

（1）、通過實驗建立材料變形量與能量的關系圖：用常溫可塑性材料制成球體，用激光三維掃描儀掃描該球體并記錄，然后將該球體垂直置于豎直的滑車上，讓其從不同的高度垂直落下，該球體發生變形，用激光三維掃描儀掃描變形后的球體得出變形量，再根據W=?mgH分別計算該球體從不同高度落下時所受到的能量，從而建立該種常溫可塑性材料的變形量與所受到的能量之間的關系圖；

（2）、再用上述常溫塑性材料制成人體各種臟器模型，然后用激光三維掃描儀分別掃描記錄各種臟器模型，記錄掃描結果，再按照人體臟器在胸腔或腹腔中的位置將各種臟器裝入預先準備好的人體模型的胸腔或腹腔中；

（3）、用步驟（2）中布置好的人體模型做碰撞試驗；

（4）、撞擊試驗結束后，取出人體模型內的各個臟器模型，再用激光三維掃描儀掃描碰撞實驗后的臟器模型，與實驗前的掃描結果進行比較，獲取各臟器的變形量，然后根據該種常溫可塑性材料的變形量與能量之間的關系圖確定變形能量，即可認為是各臟器在此撞擊條件下的致傷能量。

本發明用可塑性材料制成臟器模型，將各個臟器模型裝在人體模型的胸腔或腹腔內，再將這個人體模型用于做撞擊試驗，在碰撞前對各個臟器模型進行掃描，碰撞結束后，我們可以看到各個臟器模型的變形情況，從各個臟器模型的變形上可以確定該臟器的受力情況，再將變形后的臟器模型進行掃描，計算出變形量，從而得出該模型的致傷能量，從而根據致傷能量的大小，推導出人體臟器損傷的具體情況。

在上述技術方案中：所述常溫可塑性變形材料由重量份數的以下組分組成：硬脂酸鹽60-72份，液體石蠟25-35份，飽和高級脂肪酸0-5份，填料0-8份以及加工助劑2-5份；

所述飽和高級脂肪酸為硬脂酸或軟脂酸；

所述填料為超細碳酸鈣；

所述硬脂酸鹽為硬脂酸鈉、硬脂酸鉀中的至少一種；

所述加工助劑為交聯劑或者交聯劑和氧化鐵。采用上述技術方案制得的材料，其使用溫度為15℃-30℃，可塑性變形且變形可控、可測量，不會出現裂紋，本發明的材料在使用后還可再次經加熱、成型制成可塑性材料，也就是說本發明的材料可以回收利用，制造成本低，性質穩定，對環境耐受性能好。

在上述技術方案中：所述常溫可塑性材料的制備方法為：（1）、按權利要求2中的配比準備原材料；

（2）、將上述原材料加入反應罐中，加熱至70-150℃攪拌2-5h,至充分混合均勻，然后在模具中擠壓成型，然后冷卻至室溫即得到常溫可塑性變形材料。該制備方法簡單，能耗低，制造成本低。

在上述技術方案中：所述在模具中擠壓成型的壓力為2Mpa。

本發明用常溫塑性材料制成臟器模型，將各個臟器模型裝在人體模型的胸腔或腹腔內，再將這個人體模型用于做撞擊試驗，比較各臟器模型的變形情況，得出變形量，最終可得出碰撞對該臟器造的致傷能量，能夠將損傷具體量化到各個臟器上。

附圖說明

圖1為1#常溫可塑性材料的變形量與所受到的能量之間的關系圖；

圖2為2#常溫可塑性材料的變形量與所受到的能量之間的關系圖；

圖3為3#常溫可塑性材料的變形量與所受到的能量之間的關系圖；