专利名称：人体脏器力学损伤评估方法
技术领域：
本发明涉及一种人体脏器力学损伤评估方法，本发明的方法可以用于车载工具等安全性能的评估中的参考。
背景技术：
目前，在人体脏器力学损伤研究中，主要以动物实验，尸体实验，假人模型，计算机仿真等，但都存在各自的问题，动物虽脏器生理特性与人相似，因其与人在体型上有较大差异，其试验结果与人有差距；尸体虽与人体型上相似，但是脏器组织已经变质，实验结果与真人无法相提并论；假人模型只是记录在碰撞是前胸或侧面受到的作用力和加速度等数据，并以此来推测脏器损伤程度，对脏器的实际情况无法知晓；计算机仿真主要以有限元仿真计算为主，虽然现在日本，欧盟，美国已有自己的人体有限元模型，但均未得到实际验证。但是目前在人体脏器力学损伤评估中，主要以胸廓的变形速率和压缩量来计算， 这两个参数可以通过高速摄像来确定，但是这些参数都只是能看到胸廓的变形，对脏器的实际情况无法知晓，也不能得知每个脏器受到的致伤能量，因此也就无法准确的得知各个脏器的受伤重要的研究课题。
发明内容
本发明的目的就在于提供一种能在撞击中获得人体各个脏器致伤能量的人体脏器力学损伤评估方法。为达到上述目的，本发明的技术方案为一种人体脏器力学损伤评估方法，按照如下步骤来完成
(1)、通过实验建立材料变形量与能量的关系图用常温可塑性材料制成球体，用激光三维扫描仪扫描该球体并记录，然后将该球体垂直置于竖直的滑车上，让其从不同的高度垂直落下，该球体发生变形，用激光三维扫描仪扫描变形后的球体得出变形量，再根据W= mgH分别计算该球体从不同高度落下时所受到的能量，从而建立该种常温可塑性材料的变形量与所受到的能量之间的关系(2)、再用上述常温塑性材料制成人体各种脏器模型，然后用激光三维扫描仪分别扫描记录各种脏器模型，记录扫描结果，再按照人体脏器在胸腔或腹腔中的位置将各种脏器装入预先准备好的人体模型的胸腔或腹腔中；
(3)、用步骤(2)中布置好的人体模型做碰撞试验；
(4)、撞击试验结束后，取出人体模型内的各个脏器模型，再用激光三维扫描仪扫描碰撞实验后的脏器模型，与实验前的扫描结果进行比较，获取各脏器的变形量，然后根据该种常温可塑性材料的变形量与能量之间的关系图确定变形能量，即可认为是各脏器在此撞击条件下的致伤能量。本发明用可塑性材料制成脏器模型，将各个脏器模型装在人体模型的胸腔或腹腔内，再将这个人体模型用于做撞击试验，在碰撞前对各个脏器模型进行扫描，碰撞结束后，我们可以看到各个脏器模型的变形情况，从各个脏器模型的变形上可以确定该脏器的受力情况，再将变形后的脏器模型进行扫描，计算出变形量，从而得出该模型的致伤能量，从而根据致伤能量的大�。频汲鋈颂逶嗥魉鹕说木咛迩榭�。在上述技术方案中所述常温可塑性变形材料由重量份数的以下组分组成硬脂酸盐60-72份，液体石蜡25-35份，饱和高级脂肪酸0_5份，填料0_8份以及加工助剂2_5 份；
所述饱和高级脂肪酸为硬脂酸或软脂酸； 所述填料为超细碳酸钙；
所述硬脂酸盐为硬脂酸钠、硬脂酸钾中的至少一种；
所述加工助剂为交联剂或者交联剂和氧化铁。采用上述技术方案制得的材料，其使用温度为15°C -30°C，可塑性变形且变形可控、可测量，不会出现裂纹，本发明的材料在使用后还可再次经加热、成型制成可塑性材料，也就是说本发明的材料可以回收利用，制造成本低，性质稳定，对环境耐受性能好。在上述技术方案中所述常温可塑性材料的制备方法为(1)、按权利要求2中的配比准备原材料；
(2)、将上述原材料加入反应罐中，加热至70-150°C搅拌2-5h，至充分混合均勻，然后在模具中挤压成型，然后冷却至室温即得到常温可塑性变形材料。该制备方法简单，能耗低，制造成本低。在上述技术方案中所述在模具中挤压成型的压力为2Mpa。本发明用常温塑性材料制成脏器模型，将各个脏器模型装在人体模型的胸腔或腹腔内，再将这个人体模型用于做撞击试验，比较各脏器模型的变形情况，得出变形量，最终可得出碰撞对该脏器造的致伤能量，能够将损伤具体量化到各个脏器上。
图1为1#常温可塑性材料的变形量与所受到的能量之间的关系图； 图2为姊常温可塑性材料的变形量与所受到的能量之间的关系图3为3#常温可塑性材料的变形量与所受到的能量之间的关系图； 图4为4#常温可塑性材料的变形量与所受到的能量之间的关系图； 图5为5#常温可塑性材料的变形量与所受到的能量之间的关系图。
具体实施例方式实施例(1)先通过实验建立材料变形量与能量的关系图。常温塑性变形材料的组分如表1 表1常温塑性变形材料配方
权利要求
1.一种人体脏器力学损伤评估方法，其特征在于按照如下步骤来完成(1)、通过实验建立材料变形量与能量的关系图用常温可塑性材料制成球体，用激光三维扫描仪扫描该球体并记录，然后将该球体垂直置于竖直的滑车上，让其从不同的高度垂直落下，该球体发生变形，用激光三维扫描仪扫描变形后的球体得出变形量，再根据W= mgH分别计算该球体从不同高度落下时所受到的能量，从而建立该种常温可塑性材料的变形量与所受到的能量之间的关系图；(2)、再用上述常温塑性材料制成人体各种脏器模型，然后用激光三维扫描仪分别扫描记录各种脏器模型，记录扫描结果，再按照人体脏器在胸腔或腹腔中的位置将各种脏器装入预先准备好的人体模型的胸腔或腹腔中；(3)、用步骤(2)中布置好的人体模型做碰撞试验；(4)、撞击试验结束后，取出人体模型内的各个脏器模型，再用激光三维扫描仪扫描碰撞实验后的脏器模型，与实验前的扫描结果进行比较，获取各脏器的变形量，然后根据该种常温可塑性材料的变形量与能量之间的关系图确定变形能量，即可认为是各脏器在此撞击条件下的致伤能量。
2.根据权利要求1所述人体脏器力学损伤评估方法，其特征在于所述常温可塑性变形材料由重量份数的以下组分组成硬脂酸盐60-72份，液体石蜡25-35份，饱和高级脂肪酸0-5份，填料0-8份以及加工助剂2-5份；所述饱和高级脂肪酸为硬脂酸或软脂酸；所述填料为超细碳酸钙；所述硬脂酸盐为硬脂酸钠、硬脂酸钾中的至少一种；所述加工助剂为交联剂或者交联剂和氧化铁。
3.根据权利要求2所述人体脏器力学损伤评估方法，其特征在于所述常温可塑性材料的制备方法为(1)、按权利要求2中的配比准备原材料；(2)、将上述原材料加入反应罐中，加热至70-150°C搅拌2-5h，至充分混合均勻，然后在模具中挤压成型，然后冷却至室温即得到常温可塑性变形材料。
4.根据权利要求3所述人体脏器力学损伤评估方法，其特征在于所述在模具中挤压成型的压力为2Mpa。
全文摘要
本发明公开了一种人体脏器力学损伤评估方法，用常温塑性材料制成脏器模型，将各个脏器模型装在人体模型的胸腔或腹腔内，再将这个人体模型用于做撞击试验，比较各脏器模型的变形情况，得出变形量，最终可评估碰撞对该脏器造的致伤能量，能够将损伤具体量化到各个脏器上。
文档编号G01M17/007GK102435166SQ20111029273
公开日2012年5月2日 申请日期2011年9月30日 优先权日2011年9月30日
发明者尹志勇, 杨光瑜, 王富平, 王正国, 肖凯, 赵辉, 陈忠敏 申请人:中国人民解放军第三军医大学第三附属医院
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