专利名称：：颅脑减速撞击下脑组织应力测试方法与装置的制作方法
技术领域：
：本发明涉及创伤生物力学研究的实验方法与装置，具体指一种用于颅脑减速伤中脑组织应力测试的实验方法及装置。
背景技术：
：颅脑撞击损伤是交通事故中常见的伤类和主要致死原因之一，根据国外统计资料，颅脑撞击损伤的发生率高达54%，是伤后致死、致残的首要原因。交通事故伤是对人类生命安全危害最大的"世界第一公害"。交通事故伤的常见伤类是加速损伤和减速损伤。加速损伤是由于静止的生物体突然遭受外力撞击而导致加速运动而造成的损伤，而减速伤是因运动着的生物体突然碰撞其它物体，迫使生物体减速而造成的损伤。减速伤常见于交通事故伤、高空坠落伤以及体育运动损伤。研制减速伤模型并进行减速伤研究，首先需要解决的问题是对撞击过程中颅内脑组织所受到的应力进行测量。有多种方法可以测量颅内脑组织所受到的应力，典型的有使用传感器以及使用光弹性材料模拟颅脑进行测量。但是使用传感器测量的方法，由于传感器与颅脑的密度存在较大的差异导致二者位移的不同步，因此就使得测量结果面临准确度不足的问题；另外使用光弹性材料模拟颅脑进行的测量也受到了空间上的限制，只能进行二维水平的测量，同时由光弹性材料制作的颅脑模型与实际的颅脑模型在外形尺寸方面还存在较大的差异，这也使得实验结果较大的不准确性。
发明内容本发明要解决的技术问题是为了提高减速损伤机理的研究水平，克服现有减速度致伤研究方法和装置的缺陷，本发明通过翻模技术构建了一套含气泡的与真人颅骨尺寸相似的可视化颅脑模型，并使颅脑模型从一定高度下落并撞击固定平台。本发明通过高速摄像设备观测透明颅脑模型撞击过程中颅内脑组织中任意位置气泡的变形情况进而分析计算得出该部位脑组织的应力变化情况。此方法和装置可广泛用于交通医学、体育运动医学和航空航天医学等方面的基础研究，可十分方便地复制出多种致伤模型，便于开展大量的碰撞实验研究。本发明的工作原理是根据理想气体状态方程有以下公式PnVn=P0V0=nRT式中Pn为气泡在高速摄像第n帧时的压力；Vn为气泡在高速摄像第n帧时的体积；P。为气泡的初始压力(视为标准大气压)；V。为气泡的初始体积；n为气泡内气体的物质的量；3R为比例常数；T为气泡内气体的绝对温度；在实验中，n、R均为恒定的值，在碰撞瞬间，T可视为不变，则气泡在高速摄像第n帧时的压力为伴「，D一1(^0尸"-^T"据此，就可以通过气泡在高速摄像第n帧时的体积Vn计算得出气泡在该帧的压力P。图1竖式颅脑减速碰撞致伤实验平台示意图图2含气泡透明头颅模型细目示意图图中，l.上支座，2.导轨，3.挡杆，4.可移动平台，5.下支座，6.橡胶垫片，7.透明头颅模型，8.挡盖。具体实施例方式具体实施例一减速碰撞致伤实验平台由上支座1，导轨2，挡杆3，可移动平台4，下支座5，橡胶垫片6，透明头颅模型7，挡盖8组成。导轨2安装于固定的上、下支座1、5之间；可移动平台4可沿导轨2自由下落；透明头颅模型7安放在可移动平台4上，挡杆3可在可移动平台4进行调节并与挡盖8—起对透明头颅模型7施加组合约束，从而使得透明头颅模型7在减速撞击过程中能保持稳定。具体实施例二1)在透明头颅模型7中的脑组织替代物的相应部位生成若干个气泡。在头颅模型的减速撞击过程中，颅内脑组织中的气泡体积由于环境压力的变化会发生相应的改变，通过高速摄像测量系统对撞击过程进行记录并对气泡的体积变化进行分析，从而可以获得减速撞击过程中颅内脑组织相应部位所受到的压力情况。2)将可移动平台4连同透明头颅模型7升高到某一高度，之后进行下落撞击实验，高度分别为40cm，60cm，共进行两次下落实验，用高速摄像测量系统记录整个减速撞击过程并进行分析。3)以下为两次下落实验的实验结果可移动平台减速撞击的减速度峰值与气泡的压力峰值<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>权利要求一种用于减速伤研究的实验方法与装置，其特征在于该头颅模型是透明的且颅骨模型与真人颅骨具有相似的几何外形尺寸；2.根据权利要求书l所述的减速伤致伤方法与装置其特征在于可在脑组织模型中生成气泡，通过观测气泡的变形可计算得出该头颅模型在减速撞击过程中相应位置脑组织所受到的应力值及其变化过程。全文摘要本发明是涉及创伤研究的实验方法与装置，具体指一种基于可视化头颅模型的用于减速伤中脑组织应力测试的实验方法及装置。其特征在于构建了一个与真人颅骨尺寸相似的颅脑模型，通过在脑组织模型中生成气泡的方法，可借助高速摄像设备观测到该头颅模型在减速撞击过程中颅内脑组织中气泡的变形情况进而分析得出脑组织的应力分布及其变化情况。该方法及装置可用于交通医学、体育运动医学和航空航天医学等方面的颅脑减速致伤实验研究。文档编号G09B23/28GK101794530SQ201010101030公开日2010年8月4日申请日期2010年1月26日优先权日2010年1月26日发明者刘盛雄,尹志勇,杨光瑜,王正国,赵辉申请人:中国人民解放军第三军医大学野战外科研究所