阮世捷，王俊美，李海巖，崔世海

(天津科技大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，天津 300222)

在汽車側(cè)面碰撞事故中，由于兒童骨盆骨折造成并發(fā)癥而死亡的概率為 5%～20%，致殘率約為50%～60%．兒童乘員經(jīng)常由于汽車門板側(cè)方擠壓造成骨盆損傷，其結(jié)果常常是髂骨翼骨折、單側(cè)恥骨支骨折、坐骨支骨折[1]．因此，對兒童乘員骨盆損傷的研究迫在眉睫，但是因?yàn)閮和w標(biāo)本的獲得非常困難，尸體實(shí)驗(yàn)研究數(shù)據(jù)較少．構(gòu)建詳細(xì)與真實(shí)的兒童乘員骨盆有限元模型以及在此基礎(chǔ)上研究在碰撞過程中兒童骨盆的生物力學(xué)響應(yīng)是非常必要的．

歐陽鈞等[2]對12個(gè) 2～12歲兒童尸體樣本進(jìn)行骨盆側(cè)面碰撞實(shí)驗(yàn)，為兒童骨盆有限元模型驗(yàn)證提供參考數(shù)據(jù)，但并未對兒童骨盆應(yīng)力應(yīng)變進(jìn)行研究.Kim 等[3]進(jìn)行了兒童骨盆有限元模型仿真實(shí)驗(yàn)，其構(gòu)建一個(gè) 10歲兒童骨盆的三維有限元模型，并進(jìn)行了兒童骨盆彈性模量參數(shù)的研究，但模型只含有骶棘韌帶、骶結(jié)節(jié)韌帶等個(gè)別韌帶，骨盆有限元模型不完整；同時(shí)，該模型的骨盆材料參數(shù)采用的是成人的數(shù)據(jù)，不能詳細(xì)真實(shí)地表征兒童骨盆．李海巖等[4]構(gòu)建了具有真實(shí)肌肉形狀的6歲兒童骨盆有限元模型，并討論在不同速度下兒童骨盆的生物力學(xué)響應(yīng)，但是該骨盆模型選用的材料參數(shù)亦是成人的數(shù)據(jù)，并不能表征兒童骨盆的真實(shí)響應(yīng)．可見，對兒童骨盆的損傷閾值、負(fù)載的傳遞、應(yīng)力應(yīng)變的分布研究甚少．成人是夾心結(jié)構(gòu)，由低密度的松質(zhì)骨和附在松質(zhì)骨表面薄層的高強(qiáng)度與低質(zhì)量的密質(zhì)骨組成，亦稱為“三明治結(jié)構(gòu)”，密質(zhì)骨所承受的應(yīng)力高于松質(zhì)骨所承受應(yīng)力的50倍，這意味著負(fù)載的承受與傳遞主要通過密質(zhì)骨．密質(zhì)骨的剛度決定了可承受的負(fù)載，而密質(zhì)骨的剛度主要是由密質(zhì)骨厚度與彈性模量決定的[5]．因此需要對兒童骨盆密質(zhì)骨厚度進(jìn)行生物力學(xué)響應(yīng)的研究．另一方面，因?yàn)閮和桥?Y形軟骨的存在，其負(fù)載的傳遞可能會(huì)與成人不同．

本文構(gòu)建了一個(gè)較為完整、具有真實(shí)幾何結(jié)構(gòu)的3歲兒童骨盆有限元模型，其解剖學(xué)結(jié)構(gòu)較現(xiàn)有模型更詳細(xì)．利用模型研究了密質(zhì)骨厚度對骨盆碰撞損傷的影響，以期為兒童骨盆損傷機(jī)理研究、汽車安全設(shè)計(jì)和優(yōu)化乘用車保護(hù)裝置提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)．

1 模型的構(gòu)建

1.1 建模方法和有限元模型

選取1名無骨盆損傷的正常3歲女性兒童(身高99.5cm，體質(zhì)量 15.6kg)骨盆的 CT掃描圖像，經(jīng)過天津市環(huán)湖醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，兒童的父母知情并同意．

3歲兒童骨盆有限元模型的構(gòu)建主要包括 4個(gè)步驟：(1)參考兒童骨盆解剖學(xué)結(jié)構(gòu)，應(yīng)用 Mimics軟件提取醫(yī)用 CT掃描數(shù)據(jù)，獲取最初的骨盆幾何模型，并保存為STL格式文件；(2)應(yīng)用Geomagic Studio將幾何模型進(jìn)行表面光滑處理，并保存為 IGES格式文件；(3)應(yīng)用有限元前處理軟件 Hypermesh將光滑處理過的幾何模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分；(4)模型的檢查和網(wǎng)格質(zhì)量的調(diào)整．

構(gòu)建的 3歲兒童骨盆有限元模型如圖 1所示．模型實(shí)體單元中雅克比大于 0.5的占 95%，最小雅克比是 0.22；殼體單元中雅克比大于 0.5的占99%，最小雅克比是0.3，縱橫比小于10，確保了該模型具有較好的網(wǎng)格質(zhì)量．模型中的組織具體包括骶棘韌帶、骶結(jié)節(jié)韌帶、骶髂前韌帶、骶髂后韌帶、恥骨前韌帶、腹股溝韌帶、股骨頭韌帶和肌肉．該模型(不包括皮膚、脂肪)共有節(jié)點(diǎn) 29380個(gè)，單元總數(shù)32338個(gè)．

圖1 3歲兒童骨盆有限元模型Fig. 1 Finite element model of the three-year-old pelvis

1.2 材料模型與屬性

兒童的韌帶與成人相比較松弛，因此，兒童骨盆材料屬性不能參考成人骨盆的，本文參考了 Mizuno等[6]和 Luck等[7]的兒童骨盆材料參數(shù)，該模型的密質(zhì)骨厚度為 2mm，通過測量 3歲兒童 CT數(shù)據(jù)得到．模型中組織的材料參數(shù)見表1．

表1 3歲兒童骨盆模型中組織的材料參數(shù)Tab. 1 Material properties of the three-year-old pelvis for the model

2 模型的驗(yàn)證

2.1 模型仿真設(shè)計(jì)

為了驗(yàn)證模型的有效性，本文參考文獻(xiàn)[2]進(jìn)行的兒童骨盆側(cè)面撞擊實(shí)驗(yàn)，在仿真實(shí)驗(yàn)中，撞擊板撞擊兒童骨盆右側(cè)，通過共節(jié)點(diǎn)把撞擊板和材料類型為聚氨脂的緩沖板連接在一起，該緩沖板是參考尸體實(shí)驗(yàn)中的緩沖材料所設(shè)置，主要目的是避免骨盆發(fā)生應(yīng)力集中，利用約束板固定兒童模型左側(cè)，防止兒童模型被撞出．仿真采用有限元分析軟件 PAM-Crash．構(gòu)建的撞擊板質(zhì)量為 3.24kg，給撞擊板和緩沖板28.8km/h的初速度撞擊兒童骨盆右側(cè)，碰撞時(shí)間為40ms，在圖1模型的基礎(chǔ)上為模型構(gòu)建脂肪和皮膚，用于仿真實(shí)驗(yàn)的模型及具體設(shè)置見圖2．圖2中的緩沖板與人體是點(diǎn)–面接觸(33號(hào)類型)；人體組織之間是自接觸(36號(hào)類型)；組織與組織之間通過共節(jié)點(diǎn)進(jìn)行連接，且組織與組織之間無干涉．

圖2 3歲兒童骨盆有限元模型加載、仿真設(shè)置Fig. 2 Loading and simulation setup for finite element model of the three-year-old pelvis

2.2 仿真實(shí)驗(yàn)與文獻(xiàn)的尸體實(shí)驗(yàn)結(jié)果的對比

仿真實(shí)驗(yàn)與文獻(xiàn)[2]兒童尸體碰撞實(shí)驗(yàn)的結(jié)果對比見圖3．

圖3 3歲兒童骨盆尸體實(shí)驗(yàn)與仿真實(shí)驗(yàn)的力-位移曲線Fig. 3 Force-displacement curves of cadaver experiments and simulation test of three-year-old children pelvis

文獻(xiàn)[2]通過 2～4歲兒童尸體樣本實(shí)驗(yàn)得出了兒童尸體實(shí)驗(yàn)的上下兩個(gè)力–位移通道邊界，而仿真得出的力–位移曲線與碰撞實(shí)驗(yàn)結(jié)果的趨勢基本吻合．仿真實(shí)驗(yàn)中位移為 29.6mm 時(shí)力為(2500±1)N，位移為 57.0mm 時(shí)力為(970±1.2)N，位移為66.5mm 時(shí)力為(1450±2)N；對于力的最大值，仿真實(shí)驗(yàn)與尸體實(shí)驗(yàn)通道邊界 1、2數(shù)據(jù)相差分別為16.7%和 8.4%，仿真實(shí)驗(yàn)的最大接觸力在尸體實(shí)驗(yàn)通道內(nèi)．

黏性指標(biāo)(VC)是骨盆壓縮變形速度 v和骨盆壓縮變形率瞬時(shí)值 C的乘積，主要用于高速碰撞下的骨盆損傷評價(jià)，能較好地預(yù)測骨盆相關(guān)的損傷．圖 4為仿真實(shí)驗(yàn)與文獻(xiàn)[2]的 3組兒童尸體實(shí)驗(yàn)結(jié)果對比．可以看出：模型的黏性指標(biāo)響應(yīng)在受載階段的整體剛度比實(shí)驗(yàn)標(biāo)本的剛度柔軟(仿真曲線上升較慢)；仿真和尸體實(shí)驗(yàn)的黏性指標(biāo)最大值分別出現(xiàn)在0.0120、0.0082、0.0112、0.0076s，仿真與尸體實(shí)驗(yàn) 2的黏性指標(biāo)最大值出現(xiàn)時(shí)間相差6.7%，相差較??；仿真和尸體實(shí)驗(yàn)的黏性指標(biāo)最大值分別為 1.24、1.6、1.54、1.3m/s，仿真實(shí)驗(yàn)和尸體實(shí)驗(yàn) 3的黏性指標(biāo)最大值相差為4.6%，相差最??；仿真和尸體實(shí)驗(yàn)的黏性指標(biāo)曲線大體趨勢吻合，驗(yàn)證了模型的有效性．

圖4 3歲兒童骨盆模型尸體實(shí)驗(yàn)和仿真實(shí)驗(yàn)的黏性指標(biāo)-時(shí)間曲線Fig. 4 VC-time curves of the three-year-old experimental results and model pelvis in experiments and simulation

圖 5為骨盆模型的等效應(yīng)力圖．由圖 5可以看出：在6～20ms，右側(cè)Y型軟骨的von Mises應(yīng)力達(dá)到最大值46.7MPa，右側(cè)恥骨與坐骨之間軟骨的von Mises應(yīng)力達(dá)到最大值16MPa，右側(cè)骶髂關(guān)節(jié)軟骨的von Mises應(yīng)力達(dá)到最大值 9.52MPa，相比髂骨、坐骨等，恥骨聯(lián)合的 von Mises應(yīng)力也很容易達(dá)到最大；由此可見，軟骨是最容易應(yīng)力集中的，這與兒童骨盆的軟骨容易發(fā)生骨折相符合，進(jìn)一步驗(yàn)證了模型的有效性．碰撞過程中，碰撞力直接或通過股骨近端和髂嵴作用于右側(cè)骨盆，使骨盆前環(huán)薄弱的恥骨上下支骨折或恥骨聯(lián)合處于拉伸狀態(tài)；隨著撞擊力的持續(xù)，髂骨翼不斷向內(nèi)側(cè)擠壓，右側(cè)髂骨上前棘內(nèi)翻，恥骨上下支骨折或恥骨聯(lián)合骨盆后方受到兩側(cè)骨盆擠壓，此時(shí)可造成骨盆恥骨、骶骨、骶髂關(guān)節(jié)損傷，也有可能引起骶骨壓縮骨折．在側(cè)面碰撞加載載荷作用下，應(yīng)力沿兩條途徑傳導(dǎo)：一條是由股骨頭傳遞至Y形軟骨，向前經(jīng)同側(cè)恥骨、恥骨聯(lián)合至對側(cè)恥骨；另一條是直接由髂骨上棘到同側(cè)髂骨、同側(cè)骶髂關(guān)節(jié)軟骨、骶骨、對側(cè)骶髂關(guān)節(jié)軟骨至對側(cè)髂骨．可見，骨盆骨折主要是側(cè)面壓縮應(yīng)力造成的．等效應(yīng)力云圖顯示，在骶骨關(guān)節(jié)處、兩側(cè)恥骨上支、髂骨上棘及恥骨中段所受應(yīng)力比較大．

圖5 不同時(shí)刻骨盆模型的等效應(yīng)力圖Fig. 5 Von Mises stress of the pelvis at different time

2.3 3歲兒童骨盆密質(zhì)骨應(yīng)變的評估

Currey等[8]研究了2～48歲人體的股骨密質(zhì)骨的彎曲變形量，2～4歲兒童股骨密質(zhì)骨的最大彎曲變形量平均值是2.04mm，38～44歲成人股骨密質(zhì)骨的最大彎曲變形量平均值是1.2mm．參考Deguchi等[9]提出的3歲兒童有限元模型的縮放方法，得到3歲兒童骨盆極限應(yīng)變的縮放系數(shù)為 λ= 2.04/1.2 = 1.7．

查閱文獻(xiàn)獲得成人骨盆密質(zhì)骨失效塑性應(yīng)變?yōu)?%[10]，通過縮放獲得 3歲兒童骨盆密質(zhì)骨失效塑性應(yīng)變?yōu)?5.1%，仿真測得 3歲兒童骨盆模型密質(zhì)骨最大塑性應(yīng)變?yōu)?.99%，說明仿真模型的密質(zhì)骨沒有骨折，與兒童尸體實(shí)驗(yàn)符合，也進(jìn)一步驗(yàn)證了本文兒童骨盆有限元模型的有效性，并驗(yàn)證了縮放后的兒童骨盆密質(zhì)骨失效塑性應(yīng)變的可靠性．因此，縮放后的失效塑性應(yīng)變可以應(yīng)用在兒童骨盆損傷的評價(jià)上．

3 密質(zhì)骨厚度對兒童骨盆的生物力學(xué)響應(yīng)

3.1 密質(zhì)骨厚度實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

兒童處于生長發(fā)育期階段，骨礦物質(zhì)含量是一個(gè)不斷積累的過程，密質(zhì)骨厚度隨著年齡增大而不斷增大．對于成人，隨著年齡的增加，密質(zhì)骨的厚度減小，密質(zhì)骨厚度越薄產(chǎn)生骨折的概率越高[11]．兒童密質(zhì)骨厚度與成人密質(zhì)骨厚度存在著很大差異，因此，構(gòu)建3歲兒童骨盆模型，并采用該模型研究密質(zhì)骨厚度對骨盆損傷影響具有重要意義．本文假設(shè)兒童密質(zhì)骨厚度分布是均勻的．通過統(tǒng)計(jì)相關(guān)的研究成果，得出 3歲兒童密質(zhì)骨的平均厚度為 1.25～2.5mm[12].為了分析不同的密質(zhì)骨厚度在相同沖擊載荷下的骨盆損傷的規(guī)律，密質(zhì)骨厚度設(shè)為 1.250、1.875、2.500mm，該仿真實(shí)驗(yàn)設(shè)置參考上述的驗(yàn)證仿真設(shè)置，其他參數(shù)相同，加載速度設(shè)置為43.2km/h．

3.2 密質(zhì)骨厚度實(shí)驗(yàn)對比

圖 6為不同骨盆密質(zhì)骨厚度下仿真的兒童骨盆最大接觸力，為了使擬合曲線更貼近真實(shí)數(shù)據(jù)，增加了兩組實(shí)驗(yàn)，密質(zhì)骨厚度分別為1.5mm與2mm．仿真結(jié)果顯示：隨著密質(zhì)骨厚度的增加，接觸力的最大值從4342N增大到4637N，增加了6.36%．這是因?yàn)槊苜|(zhì)骨厚度越大，剛度越大，抵抗彈性變形的接觸力也會(huì)增大．圖 6中的線性擬合曲線能夠直觀地表達(dá)最大接觸力和骨盆密質(zhì)骨厚度間的關(guān)系．

圖6 骨盆接觸力的最大值與密質(zhì)骨厚度的關(guān)系Fig. 6 Maximum force of the pelvis VS thickness of the cortical bone

密質(zhì)骨厚度為1.25mm時(shí)，模型恥骨中段松質(zhì)骨應(yīng)力達(dá)到兒童損傷閾值 8.5MPa，發(fā)生兒童常見的青枝骨折，見圖 7．由于兒童骨骼在力學(xué)上具有較好的彈性和韌性，一旦受到較大的暴力會(huì)呈現(xiàn)類似植物青枝折而不斷的情況，醫(yī)學(xué)上稱之為青枝骨折．而且，只有密質(zhì)骨厚度為1.25mm時(shí)，骨盆恥骨支松質(zhì)骨發(fā)生青枝骨折，在其他密質(zhì)骨厚度下并沒有發(fā)生．

圖7 密質(zhì)骨厚度為1.25 mm時(shí)的松質(zhì)骨應(yīng)力云圖Fig. 7 Stress contour of the cancellous bone(cortical bone thinkness＝1.25 mm)

密質(zhì)骨厚度不同，骨盆各部位吸收內(nèi)能的能力不同，圖 8為不同密質(zhì)骨厚度時(shí)的髖骨吸收內(nèi)能分布．密質(zhì)骨厚度為 2.5mm時(shí)的髖骨內(nèi)能峰值是密質(zhì)骨厚度為 1.25mm時(shí)的 1.22倍；而在髖骨密質(zhì)骨吸收的內(nèi)能趨于穩(wěn)定的條件下，密質(zhì)骨厚度為 2.5mm時(shí)髖骨吸收內(nèi)能是密質(zhì)骨厚度為 1.25mm時(shí)的80%．當(dāng)密質(zhì)骨厚度分別為 1.25、1.875、2.5mm 時(shí)，模型骨盆密質(zhì)骨最大塑性應(yīng)變分別是 14.7%、13.9%、8%，隨著密質(zhì)骨厚度的增加，密質(zhì)骨最大塑性應(yīng)變逐漸遞減，并都大于 3歲兒童的失效應(yīng)變5.1%，說明骨盆模型都發(fā)生骨折．根據(jù)骨盆各部位密質(zhì)骨塑性應(yīng)變與損傷閾值的對比得到表 2，顯示密質(zhì)骨厚度與骨折部位的關(guān)系；并且得出兒童骨盆最容易發(fā)生骨折的位置在髂骨翼、骶髂關(guān)節(jié)、恥骨支處．

圖8 髖骨吸收內(nèi)能分布曲線Fig. 8 Pelvic internal energy distribution curve

表2 不同密質(zhì)骨厚度下的骨盆各部位損傷情況Tab. 2 Injury parts of the pelvis in the cortical bone of different thickness

4 討 論

在兒童骨盆模型驗(yàn)證中，力–位移曲線顯示，最大變形位移與尸體實(shí)驗(yàn)相比較偏小，究其原因在于：(1)仿真實(shí)驗(yàn)中所用的兒童模型材料參數(shù)是從成人材料參數(shù)縮放得出，與兒童參數(shù)存在差異；(2)骨盆盆腔內(nèi)其實(shí)體存有一定的盆腔氣壓，本模型通過填充了類似軟組織的物質(zhì)進(jìn)行代替，與真實(shí)兒童骨盆盆腔內(nèi)的生理特性存在一定的差異，展示出模型的局限性．

Ivarsson等[13]分析了以前兒童尸體實(shí)驗(yàn)和成人尸體實(shí)驗(yàn)的響應(yīng)，運(yùn)用成人尸體實(shí)驗(yàn)，再用縮放法、線性回歸法處理數(shù)據(jù)，總結(jié)出3歲兒童骨盆碰撞的損傷評估指標(biāo)，受到 100%概率骨盆損傷的壓縮變形率(壓縮位移與骨盆寬度的比值)為 46.4%；本文驗(yàn)證模型的仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，通過計(jì)算得到最大壓縮變形率約為35%，小于46.4%，表明3歲兒童骨盆有限元模型沒有發(fā)生損傷，與3歲兒童尸體實(shí)驗(yàn)結(jié)果是相一致的，可以作為評價(jià)模型有效性的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)．然而，Ivarsson等[13]通過縮放得出 6歲兒童剛度縮放系數(shù)為 0.6562，骨盆寬度縮放系數(shù)為 0.583，骨盆最大接觸力為 2700N，超過該值時(shí)，骨盆會(huì)有 25%的損傷概率，并確定骨盆是 AIS4+損傷；黏性指標(biāo)最大值為2.19m/s，超過其值時(shí)，會(huì)有 25%概率的骨盆骨折．兒童尸體實(shí)驗(yàn)少年組的最小接觸力為 2830N，黏性指標(biāo)最大值為1m/s；通過比較得出：采用縮放方法得到的數(shù)據(jù)與兒童尸體實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)相比存在差異，表明縮放方法存在一定的局限性，因此構(gòu)建具有真實(shí)人體解剖結(jié)構(gòu)的3歲兒童有限元模型具有必要性和重要性．

歐陽鈞等[2]研究的 2～4歲兒童骨盆尸體實(shí)驗(yàn)加載速度范圍是25.2～32.4km/h，實(shí)驗(yàn)結(jié)果骨盆顯示沒有損傷．本文研究發(fā)現(xiàn)，在加載速度為25.2～36km/h時(shí)，密質(zhì)骨厚度對兒童骨盆損傷影響不顯著．這是因?yàn)椋涸摷虞d速度與碰撞板質(zhì)量產(chǎn)生的動(dòng)能不足以造成損傷．兒童尸體實(shí)驗(yàn)與本文的撞擊器質(zhì)量為 3.24kg，當(dāng)速度為 25.2～36km/h時(shí)碰撞能量為 79.38～162J，這比相關(guān)成人尸體實(shí)驗(yàn)的碰撞能量小 40%～86%，成人尸體實(shí)驗(yàn)所用碰撞質(zhì)量范圍一般在 12～51.6kg，產(chǎn)生的碰撞能量為 131～1124J[10]．本文為了使模型仿真損傷結(jié)果更明顯，根據(jù)成人骨盆損傷時(shí)的動(dòng)能計(jì)算，在碰撞塊質(zhì)量不變的條件下，得出加載速度為 43.2km/h，碰撞能量達(dá)到 233.28J．由表 2可以看出，密質(zhì)骨厚度對兒童骨盆損傷有很顯著的影響．綜上所述，撞擊速度對 3歲兒童骨盆損傷響應(yīng)有顯著的影響，研究骨盆碰撞損傷的臨界碰撞速度和碰撞能量，可以有效地采取設(shè)計(jì)措施以降低汽車事故中兒童骨盆的損傷．采用本文建立的 3歲兒童有限元模型研究密質(zhì)骨厚度對3歲骨盆損傷的影響，得出了只有密質(zhì)骨厚度為1.25mm時(shí)，骨盆恥骨支松質(zhì)骨發(fā)生骨折，在其他密質(zhì)骨厚度下并沒有發(fā)生的結(jié)論．這是因?yàn)椋?1)密質(zhì)骨厚度越小，骨盆剛度越小，骨盆就越容易發(fā)生骨折；(2)兒童骨盆未發(fā)育成熟的密質(zhì)骨是多孔狀的，在側(cè)面碰撞中容易產(chǎn)生塑性畸形、青枝骨折和恥骨骨折．兒童骨組織中的水分和有機(jī)物質(zhì)多，而無機(jī)鹽少，這使得兒童骨的柔韌性較好而剛性較差，在彎矩的作用下，骨雖不容易完全斷裂，卻易于彎曲和變形；而且兒童骨盆關(guān)節(jié)松弛，傷后容易產(chǎn)生單塊骨折，引起晚期畸形．

人體密質(zhì)骨厚度的分布是不均勻的，相關(guān)文獻(xiàn)比較了密質(zhì)骨厚度分布恒量與變量兩種模式，得出成人密質(zhì)骨厚度分布變量更符合實(shí)際．通過計(jì)算機(jī)斷層攝影的方法測量密質(zhì)骨厚度分布，得出成人骨盆從坐骨大切跡延伸到髂骨的密質(zhì)骨厚度在2mm及以上，骶髂關(guān)節(jié)和恥骨聯(lián)合的關(guān)節(jié)面的密質(zhì)骨厚度小于1mm[14]．目前并沒有兒童骨盆密質(zhì)骨厚度分布的測量數(shù)據(jù)，只有密質(zhì)骨厚度范圍．本文模型的密質(zhì)骨是殼單元，兒童骨盆密質(zhì)骨厚度的分布是均勻的，這與真實(shí)人體解剖結(jié)構(gòu)是不符的，造成了仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果會(huì)與實(shí)際有一定誤差，但是，目前國內(nèi)外沒有關(guān)于兒童骨盆密質(zhì)骨厚度的測量研究，因此，希望在兒童骨盆損傷的后續(xù)研究中對密質(zhì)骨厚度進(jìn)行深入研究．

基于 3歲兒童 CT掃描圖像構(gòu)建了一個(gè)真實(shí)肌肉形狀的3歲兒童骨盆有限元模型，并對比3歲兒童骨盆側(cè)面碰撞尸體實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證模型的有效性；在側(cè)面碰撞中，Y型軟骨、恥骨與坐骨之間軟骨、骶髂關(guān)節(jié)軟骨、恥骨支、恥骨聯(lián)合的應(yīng)力容易達(dá)到最大；而軟骨是最容易應(yīng)力集中的部位．用該模型研究兒童骨盆密質(zhì)骨厚度對兒童骨盆碰撞損傷的影響，得出密質(zhì)骨厚度對骨盆內(nèi)能、應(yīng)力和應(yīng)變有很大影響，密質(zhì)骨厚度對骨盆骨折類型與骨折程度也有一定影響．