模拟气动载荷对猴头颈部损伤的研究.pdfVIP

i 《航天医峰与医学工程~1993年第 6卷第2期 模拟气动载荷对猴头颈部损伤的研究 吴桂荣 张云然 由广兴 航天医工乎研究 ’北京 ∞。 ， 王 以进 苏建 良 翁盛隆 — 工 大学，上海 201800) 摘要 本实验使用动态加载机模拟 7应惠弹射时气流吹袭对人体 的作用 曲线 对 24只猴 的头部进行 1冲击 ，通过多项医学指标 的综合判断，获得 7猴头颈部对模 拟 气动载荷 的耐受限度 。实验表明 冲击载荷在 23kN以下不会对猴产生任何损伤 。 在 2．5kN畚使猴发生脑振荡 ，2、8kN 以上对猴生命威胁较大 ，此结果为人体头颈部对 气流吹袭耐限的确定提供 7依据 实验还表 明动态加载机对气流吹袭作用 曲线模拟 效果较好 ，是 目前 国内进行冲击创伤研究比较理想的实验设备 。 关键词 气流吹 颅脑损伤 头 颈 冲击耐力 冲击负荷 脑损伤 ‘ — — — ～ 一 — — - — ． ．． — 1 引言 ， 在敞开式座椅弹射中，高速气流欧袭对飞行员头颈部造成的甩打伤一直严重地影响着 飞 行员的安全救生 ]。由于人体头颈部特别是颅脑是维持人体生命活动的重要部位 。因此 ，头颈 部损伤和耐力研究是一项难度很大的课题 。迄今 国内外有关头颈部对气流吹袭耐受限度报导 的甚少。头颈部的损伤研究是属于创伤性研究，它不可能用人进行 ，只能借助于动物实验 。本 次实验的 目的是把模拟的气动载荷施加到猴的头部，通过对测得的医学指标综合判断 ，寻找出 猴头颈部对模拟气动载荷的耐受限度。 2 实验方法 实验是在动态加载机上进行的。由图 1所示 ，该设备主要 由动力冲击头系统、航空座椅系 统、控制系统三部分组成。实验在冲击头前端安装有气囊 ，冲击力通过气囊施加到实验对象的 头部。在冲击头与气囊间安装有拉压力传感器，记录冲击作用蓝线。实验中要模拟的作用 曲线 是头颈部在气流作用下的阻力随时间的衰减 蓝线 。下称计算 曲线 。 计算益线是根据公式 m、 +cL q—o计算出的。 式 中 m——物质质量， cL——低速不可压流的阻力系数 ，为常数， s—— 迎风面积 ， q——经压缩性修正后的气流动压，动压的计算公式见参考文献 。 奉文于 1992年 lO月 29日收到修改稿 SpaceMedicine MedicalEngineeringVo1．6 No．2 1993 对头颈部施加 的冲击载荷 的范 围为 2．O～ 3．OkN 。 实验对象为 28只健康的成年猴 ，体重 7kg 左右 。分对照和实验两组 。对照组为 4政猴 实验组的猴在冲击实验前先行成 巴比妥钠 静脉麻醉 ，剂量 30mg／kg。随后 以坐姿被 固定到 加载机的座椅上。头部不固定，头 向前倾，以使 头部在受冲击时产生向后的运动而撞击到座椅 的头靠上 ，模拟在气流 中头部相对于躯=F的 向