1、兒童頭部損傷生物力學(xué)的重要研究內(nèi)容是探究兒童頭部損傷機(jī)理及其耐受極限，從而為兒童頭部保護(hù)裝置和安全系統(tǒng)的開發(fā)提供理論支撐和生物力學(xué)數(shù)據(jù)。近幾十年來，應(yīng)用真實(shí)的頭部有限元模型進(jìn)行尸體實(shí)驗(yàn)重構(gòu)和事故碰撞仿真已成為研究頭部損傷生物力學(xué)的重要手段，而兒童頭部模型的生物仿真度、顱腦組織材料參數(shù)的選取及仿真實(shí)驗(yàn)條件的設(shè)置在很大程度上影響模型在預(yù)測兒童頭部損傷時的準(zhǔn)確性。
　　本研究基于國內(nèi)外近幾十年來針對兒童頭部損傷生物力學(xué)研究領(lǐng)域所構(gòu)建的兒

2、童頭部有限元模型進(jìn)行綜述，從模型的構(gòu)建方法、單元屬性、驗(yàn)證方法以及模型應(yīng)用等方面進(jìn)行全面總結(jié)，并基于前人所構(gòu)建模型的優(yōu)缺點(diǎn)，建立了真實(shí)的三歲兒童頭部有限元模型，該模型區(qū)分了兒童腦組織的灰質(zhì)與白質(zhì)，提取并劃分出腦室、海馬體、間腦等腦深部組織結(jié)構(gòu)，是目前國內(nèi)外兒童頭部有限元模型中解剖學(xué)結(jié)構(gòu)最為詳細(xì)的模型之一，通過重構(gòu)兒童頭部尸體實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了模型的有效性。
　　應(yīng)用已驗(yàn)證的三歲兒童頭部有限元模型進(jìn)行沖擊仿真，通過實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和方差分析，探討

3、直接沖擊載荷條件下的顱腦組織材料參數(shù)對兒童頭部沖擊響應(yīng)的影響。結(jié)果表明，顱骨彈性模量及腦組織粘彈性材料對兒童頭部沖擊響應(yīng)具有顯著性影響。
　　首次采用對撞的加載方式探究不同年齡兒童頭部在同一沖擊載荷條件下的顱腦響應(yīng)差異，進(jìn)而探討目前汽車安全法規(guī)中使用相同的基于線性加速度的頭部損傷判斷準(zhǔn)則(HIC值不大于1000)來評估不同年齡兒童頭部損傷的合理性。結(jié)果表明，同一沖擊條件下，三歲兒童頭部HIC值較六歲兒童大，在碰撞過程中，當(dāng)六歲兒童

4、頭部剛好要發(fā)生損傷時，三歲兒童頭部可能已經(jīng)發(fā)生較嚴(yán)重的頭部損傷，建議針對年齡較小的兒童使用較小的HIC值來評價其頭部損傷。
　　借助兒童及成人頭部有限元模型進(jìn)行轉(zhuǎn)動仿真，對比研究兒童腦震蕩即彌漫性軸索損傷(DAI)的損傷閾值，根據(jù)仿真結(jié)果計(jì)算得到了以CSDM和MPS兩種預(yù)測指標(biāo)為基礎(chǔ)的兒童腦損傷風(fēng)險(xiǎn)曲線?；贑SDM和MPS兩種預(yù)測指標(biāo)只能通過有限元模型計(jì)算得到而無法直接檢測的缺點(diǎn)，本文進(jìn)一步研究得到產(chǎn)生相同腦損傷時的頭部轉(zhuǎn)動角速