人上颌骨爆炸冲击伤有限元仿真模拟及生物力学分析

作者：欧阳荣键; 朱勋志; 周旭华; 杨资洋; 曾勇; 张纲; 谭颖徽^*

来源：军事医学, 2018, 42(08): 604-615.

• 上颌骨
• 爆炸伤
• 有限元分析
• 生物力学

目的采用有限元法构建人颌骨模型动态模拟爆炸条件下上颌骨致伤过程,探讨上颌骨生物力学变化。方法获取1名成年男性颌面部CT数据,利用Mimics、Geomagic Studio及Hyper Mesh软件建立人上颌骨爆炸冲击伤三维有限元模型,赋予骨组织、空气及炸药材料参数,设定颞下颌关节为铰链运动,约束枕骨大孔下缘各节点所有自由度。炸药当量设定为0. 5和1. 0 g,炸药距离设为鼻前棘水平正前方3. 0和6. 0 cm,在LS-DYNA软件中进行分析运算,并用LS-PrePost软件查看上颌骨生物力学变化情况。结果建立了人上颌骨爆炸冲击伤三维有限元模型,模拟了不同载荷条件下上颌骨动态损伤过程及应力分布情况; 3种载荷条件下均显示,颧颞缝下缘单元C VonMises应力峰值最高、颧额缝前缘单元B次之、颧上颌缝眶下缘单元A最小,骨横截面较小的部位容易出现高应力集中;爆距比爆炸当量对力学指标及损伤程度作用更明显。结论基于Hyper Mesh和LS-DYNA的有限元法可较好模拟上颌骨爆炸冲击致伤过程,可作为探讨口腔颌面部爆炸冲击伤致伤机制的可靠工具。

• 单位
  中国人民解放军陆军军医大学