小型女性尸检对象在近侧和远侧额部斜向撞击中的加速度变化趋势

《Journal of Biomechanics》：Acceleration corridors of small female post-mortem human subjects in near-side and far-side frontal oblique impacts

开发小女性尸体在正面近侧和远侧斜向冲击的加速度时间响应走廊，采用五分位女性总质量50kg进行数据标准化，测试10例标本（5例近侧/5例远侧），发现近侧冲击下上胸椎和头部加速度峰值更大更早。研究为人体模型验证和生物相似性测试提供基础数据。

　　

Narayan Yoganandan | Jared Koser

威斯康星医学院，密尔沃基，美国威斯康星州

摘要

本研究的目的是开发小型女性尸体（PMHS）在正面近侧和远侧斜向撞击下的加速度-时间响应曲线。受约束的样本被放置在滑车上，以8.40 ± 0.05 m/s的速度进行测试。加速度计被安装在头部、上胸椎、下胸椎、腰椎和骶骨上。采用等应力等速度方法，将数据标准化为50公斤女性总体重的第5百分位数。通过每个样本的标准化数据获得了加速度-时间响应曲线。在近侧和远侧条件下，每种条件测试了10个样本，每个条件5个样本。样本的综合数据集的平均年龄、身高、体重、坐高和骨密度（BMD）分别为72岁、1.58米、47.4公斤和121 kg/m3。上胸椎和头部的加速度幅度在近侧条件下显著大于远侧条件（p < 0.05）。以下是论文和/或补充材料的内容：每种条件下的 demographics 和 BMD 数据、加速度时间历程及其最大幅度，以及40条响应曲线（3个分量、1个合力加速度、2种条件、5个区域），包括两种条件下的峰值和发生时间。由于生物力学响应曲线是仅使用小型女性样本开发的，因此可以用来验证人体模型，并评估小型女性仿生测试设备在抗撞性研究中的生物真实性。

章节片段

方法

样本定位和仪器安装：在获取样本并进行实验研究之前，已获得当地机构审查委员会的批准。对未防腐处理的女性人体尸体进行了血液传播病原体的预筛查。通过定量计算机断层扫描（Cann和Genant，1980年；Yoganandan等人）获取了腰椎小梁骨的骨密度数据。

结果

在p < 0.05的显著性水平下（配对t检验），近侧和远侧条件下的样本在年龄、体重、坐高、体重指数或脊柱骨密度变量方面没有差异（表1）。远侧条件下的样本身高显著高于近侧条件。两种条件下的撞击速度没有差异。

加载过程中的倾斜角度引发了相似和对比明显的

讨论

本研究的目的是为小型女性在斜向撞击载荷下的加速度-时间响应曲线进行开发。根据美国联邦法规（Prasad，2015年），需要为中型男性和小型女性样本分别开发不同的响应曲线。人体尸体模型是开发各种机械载荷条件下生物力学响应曲线的最佳生物替代物（Crandall等人，2011年；Yoganandan等人，2011年）。

结论

使用仅限女性的全身人体尸体，开发了小型女性尸体在正面近侧和远侧斜向撞击下的生物力学响应曲线。近侧条件产生的合力加速度峰值更大且出现得更早。目前的40条响应曲线集涵盖了骶骨、腰椎、下胸椎、上胸椎和头部的三轴加速度和合力加速度，可作为主要参考。

作者贡献声明

Narayan Yoganandan：撰写 – 审稿与编辑、原始草稿撰写、可视化、资源准备、项目管理、资金获取、正式分析、概念构思。Jared Koser：撰写 – 审稿与编辑、可视化、验证、软件开发、方法学研究、数据整理。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的可能会影响本文所述工作的财务利益或个人关系。

致谢

本研究中的滑车测试得到了美国交通部国家公路交通安全管理局和退伍军人事务部（VA）医学研究的支持。作者感谢Tyler Rooks博士的帮助。本文表达的观点仅代表作者本人，并不反映美国政府、交通部或VA的官方政策或立场。