水面舰艇舰员水下爆炸冲击防护研究

目的 研究减小不同姿态水面舰艇员水下爆炸冲击响应的方法。方法 通过建立水面舰艇舰员水下爆炸冲击响应集中参数模型,研究水下爆炸作用下不同结构参数对立姿、坐姿、行走状态下水面舰艇舰员冲击响应的影响。结果 对于坐姿舰员,增大甲板与座椅之间的阻尼比和刚度比,骨盆的冲击响应减小;对于立姿舰员,增大甲板的阻尼系数,下肢的冲击响应减小;对于行走舰员,增大甲板的阻尼系数,下肢的冲击响应减小。结论 可通过在甲板上加装抗冲击座椅或敷设抗冲击材料,增大甲板与座椅之间的阻尼比和刚度比或甲板的阻尼系数,减小水面舰艇员的冲击响应。     

Biomechanics research methods of the ship shock injury from underwater explosion

水下爆炸瞬间产生强大的冲击加速度,不仅导致舰船结构及设备的破坏,而且对舰员造成严重损伤.本文在阐述舰员冲击损伤生物力学研究方法的基础上,经过比较分析提出人体志愿者、动物、假人、尸体试验和数学模型研究方法之间的适用条件和局限性,并由此提出了我国舰员抗冲击技术研究中存在的问题,从损伤机制、耐受限值、损伤标准、试验技术、防护措施等方面指出了研究重点和发展趋势.     

水下爆炸引起舰船冲击人体损伤生物力学模型研究进展

水下爆炸在极短的时间内产生强大的加速度,导致舰船结构破坏和人员严重损伤,严重影响舰船的作业能力。集中参数模型、多体动力学模型、有限元模型等常用于研究由于水下非接触爆炸引起的舰船冲击运动产生的舰船人员的生物力学响应。每一种模型都有其优点和局限性,基于较精确人体响应数据基础上建立的多体动力学模型可提供有用的信息;相对实际水下爆炸冲击试验而言,有限元模型是一种可行的、经济有效的方法。集中参数模型则侧重于获取人体动力学响应的整体宏观信息。通过合并有限元模型和集中参数模型得到的混合型人体模型,即增加分析的精度和空间分辨率,又降低了计算时间。通过合并多体模型和有限元模型得到的混合人体模型则弥补了两种模型的不足,充分发挥两者的优越性。     

舰员抗冲击鞋性能试验及评估方法研究

水下爆炸在极短的时间内产生巨大的冲击加速度,引起舰船结构设备破坏和人员损伤。在自下而上的垂向冲击加速度作用下,甲板上的立姿舰员下肢首先承受强大的冲击载荷,人体的跟骨和脚踝是最易损伤的薄弱部位。研究舰员的抗冲击鞋,目的是通过缓冲脚底部载荷并降低到耐受限值以下。利用双波冲击机模拟3种典型冲击强度,采用国际标准假人代替真人作为试验载体,开展舰员抗冲击鞋的防护性能试验及评估方法研究。结果表明,舰员抗冲击鞋具有较强的冲击防护作用,可以衰减约60%的冲击载荷,从而达到有效避免或减轻舰员冲击损伤的作用。     

人体跟骨冲击损伤的生物力学研究

目的探讨人体跟骨在冲击载荷作用下跟骨损伤的机制，为指导临床手术、固定和康复服务。方法建立跟骨动力学实验模型，采集20例新鲜人体尸跟骨标本，进行冲击实验。结果根据实验结果，得到了高速冲击载荷作用下人体跟骨的动态冲击响应，测量了人体跟骨冲击动力学性质，跟骨压缩性应变形成的粉碎性骨折。结论结果表明有必要建立人体跟骨损伤标准，包括跟骨生物力学冲击响应、骨粘弹性性质、决定伤害容限，评估损伤防护体系。     

人体胸腰椎体几何学测量及生物力学特性实验研究

研究水下爆炸产生的舰船冲击载荷导致舰船人员脊柱损伤的生物力学特性。分别从10具健康成年男性尸体上截取完整的胸腰椎,然后剔除不需要的软组织,并从胸、腰椎上仔细分离出各个自由椎体,对每个椎体上下两个端面处理后进行静态和动态压缩试验研究。从胸椎T₁至腰椎 L₅,随着椎体在脊柱位置上的下降,椎体的横截面积和体积逐渐增加,每个椎体所承受的动态和静态压缩破坏载荷也逐渐增加。计算动态应力强度与静态应力强度的比值,胸椎平均为1.51,腰椎平均为1.46。胸腰椎体面积和体积与其所本身所能承受的载荷变化趋势与人体承载能力的规律相一致,它反映了舰船冲击载荷造成船员胸腰椎损伤的机制及其损伤特性。     

舰船人员冲击损伤标准及耐受性研究

水下爆炸在极短的时间内产生强大的冲击加速度,引起人员严重损伤.在评估舰船的作业能力时,人员对冲击的耐受性足一个极其重要的因素.根据人体的冲击损伤特点,本文提出人体主要组织器官对舰船冲击运动的耐受程度和损伤阈值,为舰船冲击环境下人员的损伤评估、预测及防护等提供重要的参考依据.     

人头部力锤冲击试验的生物力学研究

目的：探讨人头部受主动冲击的钝力作用时的力响应特点,同时测试头部各部位承受最大冲击力的限度,从冲击动力学角度去探讨颅脑损伤的生物力学机理。方法：使用配备大量程力传感器的力锤对人尸体头部各部位进行冲击试验,记录接触力响应曲线,并手工记录锤头的质地、质量、初速度、冲击面大小,以及被冲击的头部是否有破坏性反应(头皮挫裂及颅骨骨折)。结果：人头部对主动冲击的钝物的接触力响应曲线为类似正弦波的脉冲波形,其波形宽度及峰值因冲击物的质地、有无头皮等发生变化;人头部在小面积钝物的冲击作用下,造成头皮挫裂的冲击力最大值平均为5100N;使颞部、顶部、额部、枕部骨折的冲击力最大值的平均值分别为6200、8100、8300、11000N;利用试验得到的数据,验证了作用于头部的钝物与头部组成的系统相当于带有强阻尼的弹簧振子。结论：头部在受到主动冲击时,典型的接触力一时间曲线为类似正弦波的脉冲波形;大面积的钝器作用于头部造成的颅骨骨折,更多发生延伸至远处的线形骨折;本试验还得出了人头部能耐受的冲击力大小等参数,这些对于建立有限元模型进行分析和验证是必须的。     

运动创伤生物力学进展

运动创伤生物力学是近年来发展迅速的一门交叉学科,其特点表现为:①研究从骨组织向软组织延伸;②各种新技术得以发展并应用;③微观和宏观研究并进;④离体研究向在体研究发展;⑤运动创伤和生物力学发展互为促进。本文将对该领域的进展进行综述。     

骨盆骨折生物力学研究进展

近年来,随着交通事故增多和老龄化进一步发展,骨盆骨折发病率呈现逐渐增多的趋势。基于骨盆骨折固定物生物力学的深入研究,其手术治疗得以广泛开展,手术治疗目的是有效复位固定骨折,矫正畸形,恢复骨盆完整性和稳定性,并尽量减少内外固定物引起的并发症。如何在保证治疗效果的情况下提高骨盆稳定性是每个临床医生都会面对的问题。本文从骨盆及其韧带解剖、正常生物力学、分型和骨盆骨折固定生物力学几个方面,总结近年来骨盆骨折的生物力学研究进展,为临床骨盆骨折的合理治疗提供一定参考。     

聚腺苷二磷酸核糖聚合酶在休克和缺血再灌注损伤中的作用

聚腺苷二磷酸核糖聚合酶在失血性休克、内毒素性休克和感染性休克,以及机体主要脏器缺血再灌注后激活,参与休克和缺血再灌注损伤的病理过程。抑制聚腺苷二磷酸核糖聚合酶对休克和缺血再灌注损伤有良好的防治作用。     

从生物力学角度探讨腹直肌分离

腹直肌分离(diastasis recti abdominis, DRA)是产后并发症之一,常采用腹肌训练的方法促进其康复,但至今没有普遍可接受的训练模式及其相应理论支撑。本文从腹壁生物力学角度对DRA机制和康复效果进行综述,同时也分析了其争议的原因。主要原因包括腹直肌间距(inter-rectus distance, IRD)和腹肌厚度测量方法和测量部位的不统一,以及未能用生物力学方法探讨DRA发生机制等。因此,今后应规范DRA训练方法,研究DRA状态下的腹肌及其腱膜力学特征,为腹肌训练模式提供依据。     

马术骑手髋腰部慢性损伤的影像学和生物力学分析

目的 通过分析专业马术骑手腰椎及髋关节影像学和表面肌电信息,了解马术骑手髋部和腰部慢性疾病发病率,探究骑手慢性疼痛的发病原因。方法 选取25名上海市马术运动管理中心马术骑手,按照病史分为慢性腰部疼痛组和慢性髋部疼痛组。同时选取12名无髋腰部疼痛普通人作为对照组,收集受试者髋腰部相关病史资料和髋腰部X线、磁共振成像及核心肌群表面肌电数据。结果 慢性腰痛者腰椎JOA评分明显低于对照组(P<0.05)。骑手慢性髋关节疼痛相对较轻,但Harris评分明显低于对照组(P<0.05)。马术骑手腰部JOA评分与Pfirrmann分级明显相关。而髋部疼痛视觉模拟评分和Harris评分与影像学参数无明显相关性。腹直肌、竖脊肌、股直肌、臀中肌和多裂肌在骑坐姿势的均方根振幅大于正常坐位(P<0.05)。结论 马术骑手的慢性腰部疼痛发病原因主要可能与软组织过度劳损和腰椎退变相关;腰-髋矢状位序列骨盆倾斜角和骶骨倾斜角的变化可以反映马术骑手腰部僵硬程度。     

川芎嗪对内毒素性休克大鼠脑损伤的作用

目的:研究川芎嗪(ligustrazine,Lig)对内毒素性休克大鼠脑损伤的作用并探讨其作用机制。方法:将48只健康Wistar大鼠随机分为正常组、LPS组和LPS+Lig组,每组16只,上述每组再分为2个亚组:6 h组和12 h组,各8只大鼠。以尾静脉注射5 mg/kg脂多糖(LPS)建立内毒素性休克大鼠模型,腹腔注射盐酸川芎嗪注射液200 mg/kg,分别在相应时点进行眼球摘除采血并断头取脑组织,ELISA法检测血清中神经元特异性烯醇化酶(neuron-specific enolase,NSE)含量,脑组织匀浆检测一氧化氮(nitric oxide,NO)含量,TUNEL染色法检测脑组织中海马区细胞凋亡情况,Western blot法检测Bax和Bcl-2蛋白的表达。结果:与LPS组相比,川芎嗪能降低内毒素性休克所致大鼠NSE和NO含量的上升,同时抑制海马区细胞的凋亡,增加Bax的蛋白表达并降低Bcl-2的蛋白表达。结论:川芎嗪通过降低NSE和NO含量,减轻内毒素性休克大鼠的脑损伤程度,可能与其调节Bax和Bcl-2蛋白的表达有关。