بررسی اثرات شتاب‌ ناگهانی خطی و دورانی بر مغز انسان

Abstract

آسیب های ضربه مغزی، به عنوان یکی از ناشناخته مانده ترین عوامل اختلالات مغزی و مرگ و میر در جهان همواره مورد مطالعه بوده است. به علت محدویتی که در مطالعات آزمایشگاهی به‌طور مستقیم روی سر انسان وجود دارد، ارائه مدل المان محدود سر با مشخصات هندسی و خواص مکانیکی دقیق در این زمینه ضروری به نظر می رسد. در این پژوهش، پس از مطالعه بر روی خواص مکانیکی بافت های سر و مدل های المان محدود ارائه شده، ابتدا خواص دقیق ویسکوهایپرالاستیک مغز با استفاده از نتایج آزمایش روی بافت مغزی گاو استخراج گردید و ضرایب مدل ساختاری چند جمله ای کاهش یافته مرتبه 2 به عنوان متناسب ترین مدل هایپرالاستیک و ضرایب سری پرونی جهت معرفی خواص ویسکوالاستیک بافت مغز بیان گردید. سپس ضرایب هایپرویسکوالاستیک به دست آمده با مطالعات گذشته و تحلیل المان محدود مقایسه شد. در ادامه با استفاده از تصاویر سی تی و ام آر آی سر انسان، مدل المان محدود سر ساخته شده و با اعمال شتاب دورانی و خطی به صورت ناگهانی، مدل المان محدود سر اعتبارسنجی گردیده است. در پایان، شتاب های چند برابر گرانش به مدل اعمال شده و مرز آسیب عدم هوشیاری ناشی از شتاب چند برابر گرانش، با معیار های معتبر آسیب همچون معیار جراحت سر و بیشینه فشار مغزی به صورت کمی بیان شد. نتایج نشان می دهد، فشار مغزی بیشتر از 1/3 کیلوپاسکال و معیار شدت آسیب بیشتر از 30 باعث بروز آسیب عدم هوشیاری می شود.