颈部肌肉力量与头部颈部损伤参数的生物力学研究
组织与器官
2024-12-09 v1
摘要
创伤性脑损伤（TBI）被认为是一场沉默的流行病。它影响着来自汽车、体育运动以及军队人员的众多人群。本研究我们采用肌肉骨骼头部-颈部模型，以了解冲击位置、特性与颈部力量对头部和颈部损伤严重程度的影响。本文研究了三种类型的冲击力：低速冲击（LVI）、中间速冲击（IVI）和高速冲击（HVI）。我们考察了六个参数：线加速度和旋转加速度、Generalized Acceleration Model For Brain Injury Threshold（GAMBIT）、颈部力量、颈部力矩以及颈部损伤准则（NIC）。我们考虑了七个冲击位置、三个颈部力量和三个冲击特性。我们研究了总计 63 种情况。发现线加速度在不同的颈部力量和冲击位置下变化不大。冲击位置对头部和颈部损伤参数有显著影响，前侧外侧冲击是头部和颈部最危险的冲击位置。最大平均旋转加速度出现在前侧外侧偏斜冲击，其值为前-central 前冲击的平均值的 4.75 倍。侧向冲击产生约 10% 的额外线加速度。颈部力量在冲击位置和颈部力量下变化不超过 20%。头部和颈部损伤参数的平均值基于颈部力量变化不超过 10%。冲击特性在 GAMBIT 和 NIC 上发挥重要作用。IVI 和 HVI 的平均 GAMBIT 分别为 LVI 的 1.44 和 1.54 倍。总之，前侧外侧偏斜冲击的头部和颈部损伤概率高于其他六种冲击位置。这些发现为损伤预防策略以及组织和细胞水平的研究提供了客观依据。
引用
@article{arxiv.2412.05192,
title = {A biomechanical study of neck strength and impact dynamics on head and neck injury parameters},
author = {Rahid Zaman and Ashfaq Adnan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2412.05192},
year = {2024}
}