预制碎片致兔胸部爆炸伤的实验研究

一、预制破片致兔胸部爆炸伤的实验研究（论文文献综述）

王敬夫^[1]（2018）在《猪颌面部复合组织高速破片伤致伤机理的有限元研究》文中指出破片伤是指爆炸性武器在爆炸时产生的投射物击中机体后产生挤压、撕裂、震荡以及瞬时空腔效应等对机体结构和功能造成的损伤。随着现代战争模式的改变,由爆炸性武器产生的高速破片已经成为造成参战人员和战区平民伤亡的最主要因素。以往研究高速破片创伤弹道学特点的方法主要依赖于采用生物组织模拟靶材料和在实验动物体内布置测量仪器等,其局限性在于实验成本较高、测量位点及方向有限、数据采集困难以及动物伦理学争议,大大限制了对高速破片致伤机制的深入研究。本实验基于一种新型的动力加载平台,采用形态优化的标准化破片对实验猪下颌部致伤,利用有限元数字模拟技术对猪下颌复合组织高速破片伤进行动态仿真,模拟不同致伤条件下其动态损伤过程,并将数值模拟结果与动物实验实测数据进行对比分析,以建立科学性、可靠性、经济性俱佳的标准化颌面部高速破片伤有限元模型。本研究将应用有限元分析的方法,建立具备高速破片的致伤因素的颌骨高速破片伤的数字化模型并进行动态模拟,研究其生物力学特征,使其更接近于真实致伤情况,有利于更准确的分析致伤机制和伤情特点,为高速破片伤的模拟实验进一步提供计算机模拟模型。实验方法:实验首先利用CT三维扫描技术对新鲜离体猪头进行扫描,获取新鲜离体猪头的原始影像学数据,再将数据在医学图像控制软件MIMICS中进行编辑,精确选取实验所需区域,对该区域进行优化处理并进行三维重建。随后在有限元前处理软件中对三维几何模型进行有限元前处理,对模型进行实体化并划分网格,形成了猪头部实体化模型。运用二级轻气炮加载圆柱状破片对新鲜离体猪头进行毁伤,通过控制加载装置设定不同速度的破片进行实验,并测量碰撞时下颌角区加速度与髁突部应变等生物力学数据。以相同的致伤条件在有限元软件中对毁伤过程进行模拟,采集生物力学数据并与毁伤实验所得数据进行对比验证。实验结果:实验一:本实验首先通过薄层CT对新鲜离体猪头进行扫描,利用MIMICS软件将猪头部CT数据中的猪下颌复合组织分离出来并进行了三维重建,生成了猪下颌复合组织三维模型,该模型尺寸与实物标本接近,解剖结构清晰,模型外形光滑,无严重畸变,细节保存完好。实验二:高速度破片击中新鲜离体猪头下颌后可见破片均未穿透猪头,在软组织表面形成近似圆形伤道,直径大于圆柱状破片直径,伤道大致呈圆柱状,伤口周围可见烧伤样改变。位于下颌角区的加速度测试仪未发生松动、脱落。位于下颌升支应变片粘贴牢固,无松动,导线完整性良好,无折断、损坏。三维重建下颌骨后显示骨损伤均呈入口小出口大,无论入口与出口外形均为不规则形态,破片残留于对侧颌骨骨组织内。实验三:通过有限元动态仿真高速破片击中猪下颌复合组织过程,碰撞过程与毁伤实验相似,对比实验与模拟骨损伤面积,无论伤道入口还是出口实验损伤面积均较模拟较大。对比加速度波形图可知,在入射方向上加速度峰值实验与仿真仍有一定差距,但是波形以及趋势拟合度较好,都为碰撞起始时短时间内产生巨大加速度,沿入射方向来回波动并逐渐衰减。实验结论:1、通过薄层CT对动物标本进行扫描利用医学影像软件直接进行三维重建并实体化所得到的模型外形逼真、结构清晰,同时提高了建模速度与建模精确性。2、通过二级轻气炮加载破片对新鲜离体猪头进行毁伤,准确测得各项生物力学数据,准确性较高,可为颌面部高速破片伤有限元模型的建立打下坚实基础。3、本研究在建模时将软组织材料与骨组织相复合,实现了高速破片毁伤生物体动态过程的仿真,且符合性较好、真实性较高。

巨圆圆,阮狄克,徐成,胡明,刘立洋,陈佳海,王静,李军,龙仁荣^[2]（2018）在《空气冲击波作用下肺部载荷特性数值模拟》文中研究表明目的分析空气冲击波作用下兔肺部载荷特性,为冲击波毁伤评估及其防护救治提供参考。方法建立兔胸部二维平面模型,利用ANSYS Autodyn有限元分析软件模拟90 g TNT装药爆炸,0.5 m爆炸距离处兔胸部的动态响应。结果在冲击波与兔胸部接触的局部区域,肺部压力首先由壁面压力波经肌肉、骨骼透射进入肺部产生;肺部其他区域的压力首先由骨骼中传播的应力波透射进入肺部产生。结论空气冲击波作用下,兔肺部载荷由壁面压力波的直接作用和骨骼变形运动、骨骼-肺界面反射及空穴效应的间接作用共同决定。

刘立洋,胡明,徐成,陈佳海,王静,刘龙刚,李军,阮狄克^[3]（2017）在《密闭舱室内爆炸致兔损伤的伤情分析》文中进行了进一步梳理目的探讨密闭舱室内爆炸致实验兔损伤的伤情特点及分布规律。方法按1∶1比例建造多舱室船舶模型并模拟内部典型结构,舱室内实验动物共计76只兔。按照先实弹后裸弹、先小口径后大口径的顺序分为4组,然后实验动物按不同舱室以及机柜前后（按相对爆源位置定义前后）随机分为5个亚组。采用两种口径实/裸弹分别于舱室内部引爆,观察实验动物死伤情况。结果整体死亡率为59.2%。实弹组死亡率（63.2%）与裸弹组死亡率（55.3%）之间差异无统计学意义（P=0.484）;大口径组死亡率（73.7%）高于小口径组死亡率（44.7%）,差异有统计学意义（P=0.010）。小口径弹药爆炸中各舱室死亡率差异无统计学意义（P=0.128）;大口径弹药爆炸中,各舱室死亡率不全相等（P=0.000）,其中当舱死亡率最高,之后分别是邻舱和隔舱。造成死亡的主要原因是冲击波和爆炸破片导致的重要脏器的损伤。结论船舶多舱室结构中,舱室整体结构及内部机柜在一定范围内对舱室内人员有明显的防护作用。大口径弹药爆炸的伤亡率明显大于小口径弹药爆炸,实弹与裸弹的致伤类型及死亡率未见明显差异。以上伤情特点为密闭舱室爆炸时内部人员的防护及救治提供了一个新的尝试方向。

刘立洋^[4]（2017）在《模拟实战条件舰炮攻击下舰船密闭舱室内舰员的伤情分析及脊髓损伤研究》文中认为研究目的:随着人类对海上资源争夺的日渐激烈,爆发海上战争的可能性越来越大。水面舰艇是海上战争的主要作战方式,而舰船舱室多为相对密闭的空间,因此针对性研究密闭空间爆炸伤的伤情特点、损伤机制以及救治重点更具实用价值。本研究从实战出发,等比例构建多舱室舰船模型,选用舰炮为爆源,探讨实战条件舰炮攻击下舰船密闭舱室内舰员损伤的伤情特点及其与爆炸当量、位置、破片、冲击波等诸因素之间的关系,为现代海战伤舰船伤员的救治提供理论依据。研究方法:采用钢板以1:1比例模拟多舱室船舶模型重点部位舱室结构构建多舱室实验模型。以76只新西兰大白兔为实验动物,选用两种常规口径舰炮为爆源。爆炸后立即清理现场,观察记录实验动物死伤情况并进行X线检查。死亡动物立即解剖,存活动物单笼饲养24小时后处死解剖:1、尸检死亡动物分析死因,存活动物观察脏器是否损伤及损伤特点;2、获取实验动物脊髓标本。汇总所得数据,采用SPSS21.0软件进行统计学分析,总结伤亡率及其与舱室结构相关性。另外,将获取的脊髓标本经福尔马林固定后进行石蜡包埋切片,并进一步分析其损伤特点:HE染色观察脊髓组织形态学改变,TUNEL试剂盒检测脊髓细胞凋亡与否,免疫组化法检测凋亡相关蛋白Caspase-3的表达情况,分析密闭舱室内爆炸脊髓损伤的特点。结果:舱室内实验动物共计76只,整体死亡率59.2%。实弹组死亡率（63.2%）与裸弹组死亡率（55.3%）之间无显着差异（P>0.05）。大口径组死亡率（73.7%）高于小口径组死亡率（44.7%）（P<0.05）;大口径舰炮爆炸时各舱室死亡率不全相等（P=0.000）,其中当舱死亡率最高,之后分别是邻舱和隔舱;小口径舰炮爆炸时各舱室死亡率无显着差异（P>0.05）。造成死亡的主要原因是冲击波和爆炸破片导致的重要脏器的损伤,两者之间无显着差异（P>0.05）。爆炸后存活动物活动能力评分显示,当舱及邻舱机柜前实验动物活动能力随时间有不同程度下降;邻舱机柜后组、隔舱组实验动物活动能力无明显变化。存活动物肺冲击伤评级显示:当舱及邻舱机柜前的实验动物肺损伤最重,均达到中-重度以上损伤;邻舱机柜后组主要为轻度肺冲击伤;隔舱组除个别有轻度肺冲击伤外,其他均无肺冲击伤表现。实验动物脊柱骨折发生率为7.1%,爆炸破片和抛掷摔伤是导致脊柱骨折的主要原因。大体解剖及HE染色可观察到蛛网膜下腔出血、髓内血管破裂出血等脊髓损伤表现;细胞层面检测观察到,存活组实验动物脊髓损伤程度较死亡组严重:脊髓前角运动神经元计数当即死亡组多于存活组（P<0.05）;凋亡细胞计数当即死亡组少于存活组（P<0.05）。存活动物中,爆炸当舱及邻舱机柜前实验动物脊髓损伤最重:当舱与邻舱机柜前神经元数量最少,两者之间无明显差异（P>0.05）,其次为邻舱机柜后和隔舱（P<0.05）;当舱与邻舱机柜前凋亡细胞数量最多,两者之间无明显差异（P>0.05）,之后依次为邻舱机柜后和隔舱（P<0.05）。另外,Caspase-3蛋白阳性表达当即死亡组与当舱存活组、邻舱机柜前存活组之间无明显差异（P>0.05）,但高于邻舱机柜后存活组及隔舱存活组（P<0.05）。结论:船舶多舱室结构中,大口径弹药爆炸的伤亡率明显大于小口径弹药爆炸;实弹与裸弹的致伤类型及死亡率无明显差异;不同舱室位置死亡率不同,舱室整体结构及内部机柜在一定范围内对舱室内人员及脊髓组织有明显的防护作用。舱内爆炸时,脊髓爆震伤是爆炸后脊髓损伤的主要类型,其损伤从细胞水平观察主要表现为细胞凋亡;脊髓损伤程度与肺损伤程度正相关,中、重度以上肺冲击伤表现提示伴有较重的脊髓损伤。以上伤情特点为密闭舱室爆炸时内部人员的防护救治及脊髓爆震伤的早期诊断提供了一个新的尝试方向。

贾骏麒^[5]（2017）在《高速破片的创伤弹道学及其对颞下颌关节创伤的生物力学机制的研究》文中研究说明由高能爆炸性武器产生的高速破片已经成为现代战创伤的最主要致伤因素,口腔颌面部具有解剖位置相对暴露和难以通过现有装备得到有效防护两大特点,因而长期以来一直是高速破片伤的好发区。现代战争中造成伤亡最主要的破片类型是高速、高能、小质量预制破片,其对生物体的致伤机制主要包括直接致伤作用、压力波作用和瞬时空腔效应三大方面。影响破片致伤能力的两大要素是其所携带的动能和其向机体组织传递能量的效率,其中,前者的主要受到破片飞行速度的影响,后者的主要受破片的形状系数的影响。颞下颌关节是颌面部的唯一可动关节,承担下颌运动以及咀嚼、吞咽、言语等重要功能,一旦受到外界暴力作用容易出现髁突骨折、关节窝骨折、关节盘挫裂和穿孔、关节囊撕裂、关节韧带断裂、滑膜撕裂等损伤,继而导致颞下颌关节紊乱病、骨关节炎、关节强直、甚至出现颅中窝骨折,严重影响伤员口颌面部功能和容貌美观,降低生存质量。由于下颌骨作为一个整体的刚性连接作用,当一侧下颌骨或者关节区受到暴力冲击后除可导致受打击侧关节区的损伤外,还常导致对侧关节的间接性损伤。本实验依托目前国内外最先进的二级轻气炮作为实验加载平台,配以相关力学测量仪器,从高速破片的创伤弹道学和由其所实验方法:在弹道学研究部分,本实验选用订制肥皂块作为靶材料,用二级轻气炮发射订制致颞下颌关节损伤的生物力学效应两个层面对该类战创伤的致伤机制进行研究,为颌面部高速破片伤的研究和临床救治工作提供理论支持。的圆柱形破片对靶体进行正交冲击实验。根据实验目的的不同,分别以破片的飞行速度和破片的长径比作为分组依据。其中,实验一按破片飞行速度分为低速组、中速组和高速组,每组破片的长径比均为1;实验二按破片长径比分为小长径比组、中长径比组和大长径比组,每组速度均为1100m/s。冲击完成后分别测量破片在肥皂靶中所形成弹道的入口直径、最大直径、弹道深度、空腔容积,并观察弹道空腔的缩窄规律。在生物力学研究部分,本实验首先在实验一和实验二的基础上选用合适的加载速度和破片长径比作为基础致伤条件,然后利用二级轻气炮发射钢制圆柱形破片对离体新鲜猪头的右侧下颌角部进行侧向正交冲击。在双侧下颌角的破片投射点后下方和额部正中分别布置三个加速度传感器,在双侧髁突颈部布置两个应变片,将上述传感器和应变片通过导线与示波器相连以记录冲击过程中的相应加速度和应变。实验结果:实验一:长径比1:1下不同速度的柱状破片正撞肥皂靶所形成弹道形状大体相同,均为入口大并逐渐缩窄的锥形,弹道的最大直径出现在入口处或者入口附近。其速度越大,所形成弹道入口直径和弹道容积越大,同时弹道也越深。不同速度的破片虽然在侵彻初段形成弹道直径相差巨大,但其在初始段明显收窄,在后段收窄不明显,在末段形态几乎一致。随破片速度增大,其弹道的入口直径、最大直径和弹道容积均有所增大,但弹道深度在中速组和高速组之间的差异很小。实验二:不同长径比的柱状破片正撞肥皂靶所形成弹道形状不同,与长径比为1的破片相比,小长径比破片形成的弹道入口更大、缩减更明显,大长径比破片形成的弹道则入口较小、在初段有小范围膨胀后迅速缩窄。长径比为1的破片其弹道呈锥形,即在入口处最大,然后较均匀的缩窄,至末段呈一狭长的锥形;长径比为2的破片在侵彻初段经历一个短期的膨胀过程,然后开始缩窄,末段与长径比1的破片类似;长径比为0.5的破片其弹道在初段即迅速缩窄,在很短距离内即停止继续侵彻。随着破片的长径比的增大,其弹道入口直径、最大直径减小,弹道深度增大,但中长径比组和大长径比组的破片其弹道深度差异相对较小;弹道空腔容积随长径比不同变化趋势不明显,中长径比组的弹道空腔容积略小于其他两组。实验三:所有组迎弹侧下颌角所受侧向力明显大于对侧;表征颞下颌关节所受侧向损伤的加速度差Δa在迎弹侧明显大于对侧,故迎弹侧颞下颌关节所受侧向损伤明显大于对侧;随着破片速度的增大,迎弹侧髁突-颅部之间加速度差Δa1-3与对侧髁突-颅部之间加速度差Δa2-3之间的比值也相应增大,故更高速的破片对加重迎弹侧颞下颌关节损伤的能力大于对侧;随破片速度的增大,两侧髁突之间加速度差Δa2-3的数值也相应增大,故破片速度越高,侧向应力在一侧下颌骨向对侧传播过程中衰减更加明显。实验四:迎弹侧髁突颈部所受轴向力约为对侧的23倍,其比值明显小于二者所受侧向力的比值;相对于侧向力而言,对侧髁突颈部所受轴向力的衰减仅不足50%;表征颞下颌关节所受轴向压缩性损伤以及对关节盘和关节窝冲击力大小的应变值在迎弹侧大于对侧,故迎弹侧颞下颌关节发生骨折、关节盘挫伤、颅中窝骨折等损伤的风险和严重程度要大于对侧;随着破片速度的增大,双侧髁突颈部应变值也相应增大,故更高速的破片可加重双侧颞下颌关节的损伤;随破片速度的增大,对侧应变值增大的程度大于迎弹侧,故破片速度越高,对侧发生颞下颌关节损伤风险的上升率大于迎弹侧。实验结论:1、二级轻气炮作为颌面部高速破片伤实验加载平台具有较好的可靠性和稳定性,结合相关测量设备可作为此类战创伤研究的标准化实验平台;2、破片速度对其所形成弹道的入口直径、弹道容积影响更大,对弹道深度影响较小。更高速的破片其弹道入口更阔、空腔容积更大、弹道缩窄速率更快,不同速度破片其弹道末段形态相似;3、破片长径比对其所形成弹道的入口直径、弹道深度影响较大,对弹道容积的影响较小。长径比更小的破片其弹道入口更阔、弹道更浅、弹道缩窄速度更快;大长径比破片其弹道最大直径出现在入口深部;4、高速破片侧向冲击猪下颌骨导致迎弹侧颞下颌关节侧向损伤应力显着大于对侧,且这种致伤作用的差距随破片速度的增大而增大;5、高速破片侧向冲击猪下颌骨导致迎弹侧颞下颌关节轴向损伤应力约为对侧2倍,但这种差距随破片速度的增大而减小。

张波^[6]（2012）在《家兔单纯肺爆震伤模型的建立及伤后早期相关救治的研究》文中进行了进一步梳理目的早期胸部爆震伤研究主要集中于破片复合冲击波等多因素致伤，主要死亡原因多为失血性休克和急性呼吸功能衰竭，致病机制较为复杂，而对于冲击波致单纯BLI而引起呼吸功能衰竭的致病机理研究则相对不足。本实验通过高能冲击波建立家兔轻、中、重度单纯BLI模型，及重度BLI伤后气道内滴入外源性PS制剂，观察伤后早期病理生理、病理及相关指标变化，探讨爆炸所致原发性急性肺损伤的发生发展，为进一步加强胸部爆炸伤早期综合救治提供新的理论依据。方法1．35只新西兰兔随机分为3组：正常对照组（A），9只；中度损伤组（B）,13只；轻度损伤组（C），13只。家兔肌注麻醉后将头、腹部及四肢采用加厚棉垫覆盖，防止颅脑及四肢爆震伤，置于爆破试验台内，采用8＃纸质电雷管作为爆炸源进行现场静爆。爆炸前在家兔与雷管间放置两张重叠的铁网，铁丝网距胸骨中心至少3cm，以防止较大爆炸破片引起的胸部贯通伤及被破片冲断的铁丝网扎伤胸部。爆炸后迅速排出爆炸产生的有毒气体，并给予家兔相应适当的救治处理。动态监测伤后各组基本生命体征、动脉血气、血TNF-α和IL-6，胸腔积液、肺含水量及支气管肺泡灌洗液中肺表面活性物质含量及活性等指标。肺组织行常规病理检查，连续观察3天并记录家兔死亡率。2．26只新西兰家兔于成功建立重度单纯肺爆震伤模型后，随机分为2组：治疗组（A）和未治疗组（B），治疗组于伤后血氧分压明显降低后气道内滴入肺表面活性物质进行救治，未治疗组不给于肺表面活性物质，仅气道内滴入等量生理盐水对照，并通过血气分析及肺含水量等指标与未治疗组比较以观察疗效。结果1．基本生命体征：家兔伤后出现呼吸急促、浅快，口唇逐渐发绀。其中B组8只家兔伤后立即出现呼吸暂停，持续时间约30s～120s。随着观察时间延长，约伤后2h～3h开始降低并逐渐趋于平稳，但B、C组24h内呼吸频率均高于A组。B、C组血压与A组相比，于伤后10min明显降低，有显着性差异（P <0.05）；随着观察时间的延长逐渐恢复，但伤后6h仍明显低于A组（P <0.05）2．血气分析和动脉血TNF-α、IL-6：B、C组家兔PaO2于伤后30min较A组明显升高（P <0.05），伤后1h达到最大值，B组与C组间差异显着（P <0.05）；随后PaO2逐渐降低，伤后1.5h仍明显高于A组（P <0.05），伤后2h～6h维持在正常水平（P>0.05）；B、C组分别于伤后12h和24h开始明显低于A组，差异有统计学意义（P <0.05）。B、C组PaCO2伤后呈逐渐降低趋势，分别于伤后2h和6h开始显着降低（P <0.05），并分别于伤后6h和12h达最低值（P <0.05）。根据相应PaO2和PaCO2计算P（A-a）O2结果显示, B、C组伤后1h达最低值，明显低于A组（P <0.05）；并分别于伤后6h和12h开始显着高于A组（P <0.05），随后继续维持在较高水平。B组BE伤后呈逐渐降低趋势，伤后6h开始明显降低（P <0.05）；C组于伤后24h开始明显低于A组（P <0.05）。B、C组HCO3—伤后也呈递减趋势，分别于伤后12h和24h明显低于A组，差异均有统计学意义（P<0.05）。与A组相比，B、C组家兔伤后TNF-α、IL-6均明显升高，差异有显着性（P <0.05）3．支气管肺泡灌洗液中肺表面活性物质的变化：伤后B、C组TPL和TP均明显高于A组（P <0.05），而B、C组家兔DSPC也明显高于A组（P <0.05）。B、C组伤后DSPC/TPL及DSPC/TP比值均明显高于A组（P <0.05），但伤后B、C组间未见明显差异（P>0.05）。4．胸腔积液、肺含水量、死亡率及肺组织病理变化：B、C组家兔伤后肺含水量较A组显着增加（P <0.05）；同时两组家兔伤后均可出现不同程度的单侧或双侧胸腔积液，色淡红或暗红，且B组家兔胸腔积液量明显高于C组（P <0.05）；肺组织病理主要表现为肺表面大小不等的弥漫性片状淤血，切面可见大量暗红色泡沫溢出。镜下肺泡腔弥漫性出血，渗出液充填，含大量白细胞；肺泡腔不同程度融合或呈大小不等的“肺大疱”样改变；肺泡壁断裂，毛细血管床减少；肺间质可见明显水肿。致伤距离越近，损伤程度越重。C组家兔伤后3天内死亡率为30.77％，随着致伤距离的缩短，B组死亡率增高至53.85％。5．肺爆震伤的救治：重度肺爆震伤家兔经气道滴入肺表面活性物质1～2h后PaO2较对照组明显升高（P <0.05），但两组间的存活时间未见明显差异（P>0.05）。结论1．模型B组（7cm）能较好模拟单纯肺爆震伤伤情特点，肺损伤明显，病情相对稳定，且存活时间相对较长，重复性较好，可作为理想的肺爆震伤研究模型。2．轻、中度单纯肺爆震伤早期血气或肺换气功能未出现明显降低,反呈代偿性增强，易掩盖或误导病情。3．肺爆震伤早期肺表面活性物质含量及活性的升高在维持伤后一段时间内的呼吸功能稳定方面发挥着重要作用。4．肺爆震伤后不均匀肺出血，肺泡和间质性肺水肿及继发性炎症反应和代谢性酸中毒的进行性加重引起肺换气功能显着降低导致短期即出现呼吸功能衰竭，为肺爆震伤早期死亡的重要原因。5．肺表面活性物质在改善重度肺爆震伤后的肺换气功能障碍方面有一定疗效，对伤后存活时间的改善发挥着积极作用。

陈渝斌,谭颖徽^[7]（2011）在《非生物材料在创伤弹道学研究中的应用及发展趋势》文中认为 火器伤指火药燃烧、炸药爆炸等化学能迅速转变为机械能过程中,将弹丸、弹片、弹珠等物体向外高速抛射,击中人体所造成的损伤。在战时,火器伤的发生率高达80%以上,在平时也时有发生。对火器伤的研究,不仅是军事医学的重要课题,也是武器杀伤效应评估和法医鉴定过程中案件重现的重要内容。创伤弹道学是研究弹头、破片等投射物在体内的运动规律、致伤效应及作用机制的一门分支科学,是终点弹道学的一个组成部分。自1962年美制M16自动步枪为代表的小口径高速轻武器投入使用后,其巨大的致伤效应引起国内外军事医学界的重视,经过近半个世纪的研究,现代创伤弹道学研究从技术和理论都得到了很大发展,从而加深了人们对现代火器伤的认识。近年来,尽管

陈渝斌^[8]（2010）在《下颌骨火器伤有限元仿真及生物力学机制的初步研究》文中进行了进一步梳理颌面部是人体的暴露部位,战时防护薄弱,平时是暴力、自伤的重点部位,在全身各部位的火器伤中,颌面部火器伤占有较大比例。无论平战时,颌面部火器伤创伤弹道学研究都是全身创伤弹道学研究中的重点问题之一。由于动物模型无法直观动态地观察到模型内部的致伤过程,加上颌面部解剖结构精细、组织器官生物力学性质相差大,无法采用人工材料进行模拟,所以颌面部火器伤的研究中,尚无可以用于致伤过程中生物力学机制研究的模型,这也是目前相关研究的瓶颈之一。有限元法又称有限元素法（Finite Element Method,FEM）或有限元分析法（Finite Element Analysis,FEA）,是20世纪50年代末60年代初兴起的应用数学、现代力学及计算机科学相互渗透、综合利用的边缘科学。有限元法的原理是把整个结构看作由有限个细小单元相互连接而成的几何实体,每个单元的力学特征的总装效果反映出结构的整体力学特性,是解决复杂工程学问题的必备工具之一,目前已广泛应用于生物力学研究中。火器伤致伤机理是投射物与机体二者相互作用的物理、病理和解剖的复杂变化过程,其实质是投射物与机体组织之间的生物力学作用及效应。有限元法能够分析物体间及物体内部的复杂力学过程,预测力学作用的效应（如模型的形状、温度等改变）,并且可以在电脑上直观显示或输出量化的计算结果以供分析,具有可重复性好、节约实验成本、实验条件容易控制等优点,可弥补目前火器伤模型在致伤过程生物力学机制研究中的不足。因此,将有限元方法运用于颌面部火器伤研究中,有助于颌面部火器伤致伤机理的深入研究,能为颌面部火器伤诊断、救治、防护及投射物致伤效应评估提供新的工具和思路。针对目前颌面部火器伤研究中动物、尸体及人工材料模型在致伤生物力学机制研究中的不足,本研究建立了猪下颌骨火器伤三维有限元模型,通过动物实验验证所采用有限元方法的合理性;用有限元方法仿真不同力学载荷、边界条件下投射物侵彻猪下颌骨的过程,对下颌骨火器伤的生物力学机制进行了初步探讨。研究方法和结果:1.将猪下颌骨计算机X射线断层扫描（computed tomography,CT）数据导入MIMICS软件,经过三维图像重建、实体模型重建后得到猪下颌骨面网格模型;将猪下颌骨面网格模型导入ANSA软件,采用六面体网格与四面体网格结合的方式建立猪下颌骨火器伤三维有限元模型。建立的猪下颌骨三维有限元模型的单元数为674863,节点数为261997,所有单元均为实体单元。结果表明:该模型网格划分合理,单元质量好,与真实标本的几何外形相似程度高,细节损失小;采用四面体单元与六面体单元结合方式建立猪下颌骨三维有限元模型,降低了建模成本,同时兼顾了计算效率和计算精度,能够满足下颌骨火器伤生物力学机制研究的需要。2.通过改良猪下颌骨火器伤动物实验模型,用不同射速、不同形状投射物致伤猪下颌骨标本的下颌角部位,测量各种致伤参数及致伤过程中猪下颌骨的生物力学参数,为分析下颌骨火器伤生物力学机制和验证有限元模型提供可靠的数据。结果表明:实验方法合理,重复性好,测量到的数据具有代表性。3.通过选择适合的材料模型、生物力学参数及接触算法,加载与动物实验相似的力学载荷和边界条件,用所建立的猪下颌骨火器伤三维有限元模型在LS-DYNA软件中进行仿真计算;通过比较有限元仿真结果与动物实验中的实测数据,验证所采用的有限元方法的合理性。结果表明,本研究所采用的有限元方法合理、可靠,对下颌骨火器伤生物力学作用机制及其效应有较好的预测能力,能满足深入研究下颌骨火器伤生物力学机制的要求。4.利用经过验证的有限元模型及仿真方法,加载不同力学载荷、边界条件,进行了不同形状、不同速度投射物侵彻猪下颌骨过程的有限元仿真;从不同角度观察并分析投射物侵彻猪下颌骨的有限元仿真结果,结合本研究动物实验结果及既往文献资料,对下颌骨火器伤的生物力学机制进行了初步探讨。结果表明:骨组织损伤除了与投射物的物理特性（飞行速度、飞行状态、形状及质量等）有关,还和投射物与骨组织间、骨组织与骨组织间的生物力学作用有关,后两者是导致入口及出口损伤范围差异的主要原因;下颌骨损伤的严重程度与骨组织应变率相关;所采用的有限元方法能合理解释投射物侵彻下颌骨过程中部分生物力学机制。5.本研究采用无网格法与有限元法联合建立猪下颌软硬组织复合体模型并进行相关仿真,初步探讨有无网格法仿真肌肉组织火器伤,部分仿真结果与致伤条件相似的动物实验结果接近,说明无网格法在肌肉组织火器伤仿真中有较好的应用前景。结论:1.成功建立了猪下颌骨火器伤三维有限元模型,验证了所建模型及所采用的有限元分析方法的合理性和可靠性。明确了在研究火器伤生物力学机制方面,有限元方法可以弥补目前火器伤研究模型的不足。2.投射物侵彻下颌骨过程中,骨组织损伤除了与投射物的物理特性有关,还和投射物与骨组织间、骨组织与骨组织间的生物力学作用有关,后两者是导致入口及出口损伤范围差异的主要原因。3.投射物侵彻下颌骨过程中,应变率的大小及持续时间可以作为判断和评价骨组织损伤严重程度的标准之一,也可以作为有限元仿真过程中预测骨组织损伤的指标。4.投射物侵彻下颌角过程中,下颌骨损伤主要集中在弹孔周围及弹孔至下颌骨下缘间区域,单纯的下颌角火器伤伴发其他部位下颌骨骨折的可能性较小。5.下颌角部火器伤伴发颅脑损伤时,骨应力传导不是导致颅脑损伤的主要因素。6.无网格法在肌肉组织火器伤仿真中有较好的应用前景。

马晓艳^[9]（2009）在《温压弹药爆炸致肝脏损伤效应的研究》文中进行了进一步梳理各类爆炸产生的冲击波,可能会引起机体应激反应。由于脏器的功能活动受神经内分泌调节,应激反应可以导致神经内分泌功能紊乱,从而引起脏器发生病理改变。温压弹药（thermobaric explosive, TBE）引爆后可产生威力强大的爆炸,形成强大的冲击波和热气浪等;以强大的冲击波、2000℃以上极高温度热气浪、周围环境的缺氧及破片对周围物体和人员起杀伤和破坏作用。由于保密的原因,有关TBE爆炸对生物的致伤、杀伤效应研究资料报道鲜为人知,因此开展TBE弹药对生物的损伤效应研究,具有重要的军事意义和实际应用价值。本课题以动物（山羊和大鼠）为研究对象,通过TBE弹药与TNT弹药爆炸致伤动物实验,对比研究两类弹药对其肝脏组织损伤特征,揭示TBE弹药对动物肝脏损伤的特点,为制定对该类弹药的损伤救治措施以及评价该类弹药对生物的杀伤威力提供理论和实验依据。方法:1.TBE与TNT弹药和弹药爆炸实验由某研究单位提供和实施。2.动物分组和布放健康山羊50只,雌雄不拘,1015kg;雄性SD大鼠60只,78wk,体质量（180～220）g,均由第四军医大学实验动物中心提供,实验分两组:TBE弹药组（TBE组）和TNT弹药组（TNT组）,每组山羊25只。参照人体中等致伤准则0.03MPa选取特征半径（R0）,将动物扇形布放在离爆心特征半径的1/4、1/2、3/4、1、5/4、1.5倍距离;使山羊右侧面向爆心呈站立位;40只SD大鼠布放在离爆心Ro处,置于笼内取自由体位,正常对照组10只,放置在离爆点4 km外的掩体内。3.动物存活情况观察:分别于TBE和TNT弹药爆炸后半小时进入现场观察动物活存情况。心跳、呼吸已经停止的山羊为即刻死亡者,立即解剖观察,如山羊继续存活,则最长观察至伤后2h颈动脉放血处死,再行解剖,观察各脏器的损伤情况,本研究重点观察肝脏的损伤情况。大鼠全部存活,随后分两组（即12 h、1 mo组）进行后期实验。4.分别于TBE和TNT弹药爆炸后应用常规病理技术剖检山羊,观察肝脏的损伤范围、损伤程度,并取肝脏组织分别用100 mL/L甲醛,100 mL/L戊二醛、10 g/L锇酸固定,制备常规光镜和电镜标本,镜下观察其变化。5.用三种结缔组织纤维、肥大细胞特殊染色法观察爆炸后12 h和1 mo大鼠肝脏组织中网状纤维、胶原纤维与弹性纤维,肥大细胞的变化。结果:1.TBE和TNT弹药爆炸后动物损伤情况TBE和TNT弹药爆炸引起动物以冲击伤为主的复合伤;随离爆心距离的增加,各致伤组动物存活率增加;TBE弹药造成的动物死亡率明显高于同体积的TNT弹药。在1/4R0组,两弹都造成动物即刻全部死亡,而在1/2 R0和3/4 R0组, TBE弹药造成的动物死亡率比TNT弹药高20%,R0组无差别,而5/4 R0和1.5R0组布放于弹头方向的动物在TNT弹药无一死亡,TBE弹药死亡率为25%。2.TBE和TNT弹药爆炸后对羊肝显微形态的影响TBE和TNT弹药爆炸均可引起山羊肝脏组织显微结构的变化,对肝组织的损伤主要是肝细胞空泡变性,血窦淤血,出血明显。汇管区均有不同程度淤血、出血、炎性细胞浸润及胆管上皮细胞坏死脱落,非即刻死亡动物可出现中性粒细胞浸润。TNT弹药爆炸所致损伤程度均较TBE弹药爆炸时轻。3.TBE和TNT弹药爆炸后羊肝组织超微结构的改变TBE和TNT弹药爆炸均可引起山羊肝脏组织超微结构的变化,表现为肝血窦内血小板聚集、粘附于内皮细胞,枯否细胞增生。可见中性粒细胞、淋巴细胞浸润。肝细胞溶酶体增生,髓鞘样膜结构形成,线粒体肿胀、畸形、嵴模糊不清,内质网扩张。4.TBE和TNT弹药爆炸后引起大鼠肝脏纤维化中各种纤维的变化在12h组,TBE组和TNT组肝组织弹性纤维较少,主要分布在门管区血管。TBE弹药爆炸后,可见部分弹性纤维断裂。胶原纤维变化不明显,也主要分布在门管区间质和中央静脉周围。网状纤维主要分布在门管区、中央动脉周围以及肝索之间,可相互吻合成网。在1 mo组,肝组织血管壁弹性纤维明显增多,在门管区血管周围、间质内以及中央静脉周围都能发现弹性纤维。TBE组和TNT组都出现明显胶原纤维增生,除大量分布于门管区间质和中央静脉周围外,在肝细胞间也能发现明显的胶原纤维分布,以TBE组更明显。TBE组和TNT组网状纤维在肝组织广泛分布,各处都有明显网状纤维,排列紊乱,部分区域扭曲成团,以TBE组更明显。5.TBE和TNT弹药爆炸后引起肝脏纤维化与肥大细胞的关系TBE和TNT弹药爆炸后12 h大鼠,主要分布于门管区血管周围,在中央静脉周围偶见肥大细胞分布。在1 mo组,TBE组和TNT组都出现大量肥大细胞浸润。主要分布于门管区血管、小叶间胆管周围,在中央静脉周围也能发现大量肥大细胞存在。并可见明显明显的脱颗粒现象。且TBE组较TNT组明显增多。结论:1.TBE和TNT弹药爆炸致动物肝脏的损伤除有严重的急性损伤外,尚有后期肝脏组织的明显纤维化,肝组织内肥大细胞的浸润,组织纤维的增生是冲击波致肝纤维化的基础;且TBE损伤重于TNT。2.爆炸早期炎细胞浸润是肝纤维化形成的重要因素,因为浸润的各种炎细胞可通过释放不同的细胞因子导致肝纤维化。说明慢性炎症的存在以及肥大细胞的逐渐增生与肝纤维化的形成有密切关系。

马晓艳,黄晓峰,任东青,尹文,王文勇,王爽,李勇强,于华^[10]（2008）在《爆炸冲击波对羊肝形态的影响》文中指出目的:观察三硝基甲苯（TNT）炸弹爆炸对肝组织的病理损伤特征,为爆炸伤的临床救治提供依据。方法:将25只健康山羊围绕爆心呈扇形布放于530 m不同距离处,用电启动引爆TNT致伤动物。严密观察动物伤情,存活至4 h的以颈动脉放血方式处死后,解剖观察肝脏组织,用40 mg/L多聚甲醛固定制备石蜡标本、HE染色、光镜观察其组织病理改变。结果:距爆心5 m处动物全部死亡（2/2）,10 m处死亡3只（3/5）,15 m处死亡2只（2/5）,20 m处死亡1只（1/5）,25 m和30 m处各4只动物无一死亡（0/4）。肝组织的损伤主要是肝细胞空泡样变性、血窦淤血、出血明显;汇管区均有不同程度淤血、出血、炎性细胞浸润及胆管上皮细胞坏死脱落;非即刻死亡动物可出现中性粒细胞浸润。结论:致伤情况与动物分布距离密切相关,距爆心越近,死亡率越高。炸弹爆炸产生的冲击波可造成肝组织明显损伤。

二、预制破片致兔胸部爆炸伤的实验研究（论文开题报告）

（1）论文研究背景及目的

此处内容要求：

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例：

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

（2）本文研究方法

调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、预制破片致兔胸部爆炸伤的实验研究（论文提纲范文）

（1）猪颌面部复合组织高速破片伤致伤机理的有限元研究（论文提纲范文）

（2）空气冲击波作用下肺部载荷特性数值模拟（论文提纲范文）

（3）密闭舱室内爆炸致兔损伤的伤情分析（论文提纲范文）

（4）模拟实战条件舰炮攻击下舰船密闭舱室内舰员的伤情分析及脊髓损伤研究（论文提纲范文）

（5）高速破片的创伤弹道学及其对颞下颌关节创伤的生物力学机制的研究（论文提纲范文）

（6）家兔单纯肺爆震伤模型的建立及伤后早期相关救治的研究（论文提纲范文）

（8）下颌骨火器伤有限元仿真及生物力学机制的初步研究（论文提纲范文）

（9）温压弹药爆炸致肝脏损伤效应的研究（论文提纲范文）

（10）爆炸冲击波对羊肝形态的影响（论文提纲范文）

四、预制破片致兔胸部爆炸伤的实验研究（论文参考文献）

• [1]猪颌面部复合组织高速破片伤致伤机理的有限元研究[D]. 王敬夫. 中国人民解放军空军军医大学, 2018(05)
• [2]空气冲击波作用下肺部载荷特性数值模拟[J]. 巨圆圆,阮狄克,徐成,胡明,刘立洋,陈佳海,王静,李军,龙仁荣. 转化医学杂志, 2018(01)
• [3]密闭舱室内爆炸致兔损伤的伤情分析[J]. 刘立洋,胡明,徐成,陈佳海,王静,刘龙刚,李军,阮狄克. 海军医学杂志, 2017(03)
• [4]模拟实战条件舰炮攻击下舰船密闭舱室内舰员的伤情分析及脊髓损伤研究[D]. 刘立洋. 第二军医大学, 2017(01)
• [5]高速破片的创伤弹道学及其对颞下颌关节创伤的生物力学机制的研究[D]. 贾骏麒. 第四军医大学, 2017(10)
• [6]家兔单纯肺爆震伤模型的建立及伤后早期相关救治的研究[D]. 张波. 辽宁医学院, 2012(04)
• [7]非生物材料在创伤弹道学研究中的应用及发展趋势[J]. 陈渝斌,谭颖徽. 中华创伤杂志, 2011(08)
• [8]下颌骨火器伤有限元仿真及生物力学机制的初步研究[D]. 陈渝斌. 第三军医大学, 2010(12)
• [9]温压弹药爆炸致肝脏损伤效应的研究[D]. 马晓艳. 第四军医大学, 2009(03)
• [10]爆炸冲击波对羊肝形态的影响[J]. 马晓艳,黄晓峰,任东青,尹文,王文勇,王爽,李勇强,于华. 西南国防医药, 2008(05)

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