准静态撞击下猪胸腔内应力分布及其三维重现与肺损伤

论文摘要

现代文明社会中，交通事故已成为“世界第一公害”。在交通伤亡人员中，约56％伴有胸部撞击伤，是交通事故伤中位于第二位的死亡原因。胸部撞击伤后，伤员可因严重肺、心脏或大血管损伤而现场死亡；在送往医院的伤员中，也有不少伤员因继发性肺损伤引起呼吸功能障碍，从而导致死亡或其它严重后果。肺是具有组织弹性和气体弹性的特殊器官。肺内音速极低，约为空气中的1／10，因此受高速载荷作用时，肺内的响应主要是应力波。应力波经反射、折射和聚焦，在某些较小部位产生较大的应力和应变，造成特殊部位的严重损伤。另外胸腔与肺的形态极不规则，更易在特殊部位产生应力集中的情况。但是目前还不清楚受撞击后胸腔内的力学响应规律及其与组织损伤间的关系特点，致使对肺等胸腔脏器受撞击后的损伤程度和部位难以进行准确的诊断和评估。 因此，深入研究撞击后胸腔内各部位的应力响应特点及应力集中部位与肺损伤部位、程度间的关系，对了解胸部撞击伤的发生机制，以及胸部撞击伤的防、诊、治均有重要的意义。本研究通过在小型猪胸腔内不同部位安置小型压力传感器，获得撞击时胸腔内不同部位压力响应数据，了解压力变化特点与肺损伤间的关系；然后采用构建小型猪胸部有限元模型，利用有限元分析法来模拟、重现和分析撞击时小型猪胸腔内的应力响应、应力分布、集中特点，并探讨撞击过程中小型猪胸腔内不同部位应力响应、应力集中与组织损伤间的关系。 为了解右胸遭受撞击时，胸腔内的应力响应、分布与组织损伤的关系，本研究主要进行了以下5个方面的工作：①初步建立符合小型猪胸部解剖特征的小型猪胸部三维有限元模型：②研究了不同撞击压缩比与撞击速度撞击小型猪右胸时，右侧胸腔内的压力响应与压力分布情况；③大体解剖观察了在15％压缩比，19m／s撞击下，肺脏损伤情况；④使用有限元模型模拟计算遭受胸壁压缩比为8％、速度为11.5m／s撞击时，右胸内应力响应与应力集中情况；⑤将模拟计算的数据与压力响应数据进行对比，验证模型的有效性。

论文目录

• 英文摘要
• 中文摘要
• 论文正文 准静态撞击下猪胸腔内应力分布及其三维重现与肺损伤
• 前言
• 实验一 撞击胸部时胸腔内压力分布特点
• 材料与方法
• 结果
• 讨论
• 实验二 小型猪胸部三维有限元模型的建立及撞击过程的重现
• 材料与方法
• 结果
• 讨论
• 参考文献
• 全文总结
• 致谢
• 文献综述一 人体胸部三维有限元模型研究进展
• 参考文献
• 文献综述二 胸部钝性撞击伤生物力学机制研究进展
• 参考文献
• 硕士期间发表的论文