【摘 要】
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目的:建立活体下颌骨与HYBRIDⅢ假人头结合的人体头部有限元模型.探讨下颌骨正面撞击时响应过程,研究其损伤的生物力学机制.方法:根据人体下颌骨的螺旋CT扫描图像,利用三维重
【机 构】
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解放军总医院口腔颌面外科,北京,100853;清华大学汽车安全与节能国家重点实验室,北京,100084
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目的:建立活体下颌骨与HYBRIDⅢ假人头结合的人体头部有限元模型.探讨下颌骨正面撞击时响应过程,研究其损伤的生物力学机制.方法:根据人体下颌骨的螺旋CT扫描图像,利用三维重建、图像处理和网格划分技术,建立人体下颌骨的三维有限元模型.根据颞下颌关节的解剖结构及其力学特点,将已建立的下颌骨模型通过关节和经过修改的HYBRIDⅢ假人头部模型相连接,从而建立活体下颌骨与HYBRIDⅢ假人头结合的人体头部有限元模型,对下颌骨进行初步边界约束.模拟计算此模型在下颌骨正中撞击正前方刚体试验.结果:下颌骨正中撞击正前方刚体,下颌骨会以颞下颌关节为轴向后轻微滑动,因而应力上升过程中有一回落,此处为滑动力.应力沿下颌骨外斜线向升支和颞下颌关节传递,髁突及髁突颈部应力有明显集中.骨结构的横截面积陡然减小的区域出现应力集中.在喙突(颞肌)边界约束条件下,喙突应力亦有一定改变.结论:髁突及髁突颈部相对于下颌骨体其骨结构的横截面积陡然减小,同时下颌骨以髁突为轴向后轻微滑动,造成此处较强的应力有集中.从理论上,这可能是下颌骨撞击损伤的生物力学机制之一.由于将活体下颌骨与HYBRIDⅢ假人头结合,有助于对下颌骨进行边界约束.
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