崔世海 陈 越 李海岩 阮世捷

(天津科技大学机械工程学院，天津 300222)

儿童头部有限元模型研究进展

崔世海*陈 越 李海岩 阮世捷

(天津科技大学机械工程学院，天津 300222)

头部损伤是导致儿童死亡与伤残的重要原因，对儿童头部损伤生物力学的深入研究意义重大。近年来，通过构建真实的儿童头部有限元模型来研究儿童头部损伤的方法日益成熟，逐步代替了尸体实验、动物实验以及物理实验。对儿童头部有限元模型的年龄特点、构建方法、模型应用以及发展趋势等进行较为全面的综述，并对该领域还有待研究的内容以及未来的发展方向做出展望。

儿童头部； 有限元模型； 损伤生物力学

引言

儿童头部损伤是导致其死亡与伤残的重要原因，失足跌落、交通意外、暴力伤害以及体育运动损害都是诱发颅脑损伤较常见的几种形式[1]。儿童头部损伤生物力学的研究晚于成人，研究方法主要有尸体实验、动物实验、建立力学分析分析模型以及建立头部有限元分析模型[2]。

近几十年来，构建真实的人类头部有限元仿真模型已成为人类头部损伤生物力学研究的重要手段，随着几何模型提取方法及有限元网格构建方法的日趋成熟，有限元法已经逐步推广到儿童头部损伤生物力学的研究，并成为主要研究方法。原因主要有4点：其一，相对于成人来说，限于伦理道德方面，儿童尸体样本的获得相当困难，即使获得样本，也只能进行单样本的个体实验，但单样本特征并不能表征全体样本，而且尸体实验结果并不能呈现出与活人相同的病理学变化以及组织破坏，这体现了尸体实验的局限性；……