肾脏钝性撞击损伤影响因素的有限元研究

作者:崔世海; 吴飞宏; 李海岩*; 贺丽娟; 吕文乐
来源:医用生物力学, 2022, 37(04): 657-675.
DOI:10.16156/j.1004-7220.2022.04.013

摘要

目的 采用有限元方法研究肾脏钝性撞击损伤的影响因素。方法 基于肾脏CT图像构建不同年龄人群肾脏有限元模型,重构肾脏钝性撞击实验,分析肾脏材料本构参数、肾脏组织结构、肾脏大小、撞击位置和撞击速度等参数对肾脏损伤的影响。结果 相同撞击工况下,肾皮质应力随肾脏质量的增加有所减少,随撞锤撞击速度的增加而增加;肾包膜具有一定的吸能效果,从而降低肾脏的应力;肾脏受到撞击时,侧面撞击的肾皮质应力明显高于正面撞击。结论 相比黏弹性本构模型,Mooney Rivlin材料本构模型更适合用于肾脏损伤的有限元评价;肾脏损伤随肾脏质量的增加有所减少;撞锤撞击速度的增加会加剧肾脏损伤;肾包膜会一定程度上减轻肾脏损伤,故在进行肾脏有限元建模时,必须考虑肾包膜结构的存在;相比正面和背面撞击,肾脏侧面受到撞击时损伤相对更严重。

全文