[發明專利]非致命動能彈威力效應等效轉換評估方法

在審

• 申請號: 202111415002.3
• 申請日: 2021-11-25
• 公開（公告）號: CN113901699A
• 公開（公告）日: 2022-01-07
• 發明（設計）人: 陳菁;樊壯卿;李冠樺;王建民;段朝霞;陳魁君;李曉霞;張良潮;康建毅
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍陸軍特色醫學中心
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F119/14
• 代理公司: 重慶博凱知識產權代理有限公司 50212
• 代理人: 李曉兵

本發明公開了非致命動能彈威力效應等效轉換評估方法，包括以下步驟：步驟一，每只試驗動物只接受一次非致命動能彈射擊，建立非致命動能彈打擊生物損傷模型；步驟二，將試驗動物軀干有限元模型和非致命動能彈有限元模型相結合，對非致命動能彈打擊試驗動物心前區時心臟及肺臟的應力分布、打擊肝區時肝臟的應力分布進行統計分析；步驟三，分析數字化人體心臟、肺臟、肝臟與數字化動物對應心臟、肺臟、肝臟各應力區間單元數量占比之間的比較關系；步驟四，建立非致命動能彈損傷效應評估的生物?人體等效轉換關系。步驟五，預測評估每個型號非致命動能彈對人體的損傷評分及損傷概率。

技術領域

本發明涉及醫療器械的技術領域，具體涉及非致命動能彈威力效應等效轉換評估方法。

背景技術

非致命動能彈是反恐、非致命、維穩治安裝備中的主要類型，它對打擊目標威懾性強，能在短時間內使打擊目標喪失活動能力或反抗能力。非致命動能彈對有生目標的損傷作用主要依賴其鈍性打擊效應，即彈頭對目標中彈部位的撞擊擠壓以及能量以應力波的形式在體內傳播，導致內心臟、肺臟、肝臟官鈍性損傷，損傷程度取決于心臟、肺臟、肝臟的力學響應以及相應組織的生物力學特性。

在非致命動能彈的使用中，要達到對打擊目標的低殺傷性與非致死性作用，必須通過生物效應評估，明確非致命動能彈參數與損傷程度的量效關系，從而為非致命動能彈的研制、定型及合理使用提供依據。非致命動能彈的作用對象是人員，而有關非致命動能彈生物損傷效應的研究及數據主要通過動物試驗獲得。

由于不同動物之間、動物與人體之間在體型、重量和解剖結構等方面存在不同程度差異，必然導致相同非致命動能彈打擊在動物體內與人體內產生力學響應分布及量值的差異。因此，即便以相同規格非致命動能彈打擊相同部位，動物損傷效應及損傷程度并不能等同于人體損傷效應及損失程度。但迄今尚無非致命動能彈動物效應數據及結論運用于人體的相關報道。

發明內容

針對現有技術存在的上述不足，本發明的目的在于提供一種基于生物效應和數字化模型力學響應相結合能夠準確得到非致命動能彈損傷程度的非致命動能彈威力效應等效轉換評估方法。

解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：

非致命動能彈威力效應等效轉換評估方法，包括以下步驟：

步驟一，選擇體重、胸腹部結構與成年人體相近的成年嚙齒類動物作為試驗動物，每只試驗動物只接受一次非致命動能彈射擊，并建立非致命動能彈打擊生物損傷模型，每個型號非致命動能彈以不同速度對單個試驗動物心前區、肝區進行射擊致傷，通過試驗動物心前區、肝區的損傷部位進行損傷效應檢測，采用AIS損傷評分標準對試驗動物進行損傷評分；

步驟二，利用計算機建模軟件，構建試驗動物軀干有限元模型；同時，將步驟一中每個型號非致命動能彈的形狀、尺寸、材料參數構建非致命動能彈有限元模型；再采用有限元分析軟件，基于動物軀干有限元模型，對非致命動能彈打擊動物心前區、肝區的力學響應進行數值計算，計算過程設定的非致命動能彈速度、打擊部位與步驟一動物試驗一致；

步驟三，將步驟二中的計算結果導入有限元后處理軟件，對非致命動能彈打擊動物心前區時心臟及肺臟各個單元應力值、打擊肝區時肝臟各個單元應力值進行提取和存儲，再對試驗動物心前區時心臟及肺臟各個單元的應力分布、打擊肝區時肝臟的應力分布進行統計分析，得到數字化動物心臟、肺臟、肝臟的應力分布統計表；

步驟四，利用計算機建模軟件，構建人體軀干有限元模型；基于人體軀干有限元模型，采用有限元分析軟件，對非致命動能彈打擊人體心前區、肝區的力學響應進行數值計算，計算過程設定的非致命動能彈速度、打擊部位與步驟一動物試驗一致；

步驟五，將步驟四中的計算結果導入有限元后處理軟件，對非致命動能彈打擊人體心前區時心臟及肺臟各個單元應力值、打擊肝區時肝臟各個單元應力值進行提取和存儲，再對非致命動能彈打擊人體心前區時心臟及肺臟的應力分布、打擊肝區時肝臟的應力分布進行統計分析，得到數字化人體心臟、肺臟、肝臟的應力分布統計表；