摘要: 交通事故是造成儿童伤亡的一个重要因素，而颈椎损伤是事故中儿童常见的一种损伤形式，具有高发病率和高死亡率的特点。因为儿童尸体实验数据来源有限，所以目前针对儿童颈椎损伤的研究较少，尽管有一些儿童颈椎有限元模型被开发用于研究儿童损伤机理... 展开 交通事故是造成儿童伤亡的一个重要因素，而颈椎损伤是事故中儿童常见的一种损伤形式，具有高发病率和高死亡率的特点。因为儿童尸体实验数据来源有限，所以目前针对儿童颈椎损伤的研究较少，尽管有一些儿童颈椎有限元模型被开发用于研究儿童损伤机理，但是这些模型是针对特定年龄开发的，不能很好的用于研究不同年龄儿童损伤差异性。儿童处于生长发育阶段，颈椎组织的力学特性随年龄的变化较大，研究儿童颈椎组织的材料特性随年龄的变化对于儿童颈椎有限元模型的开发和儿童损伤机理的研究具有重要的参考价值。 受到条件的限制，采用尸体实验的方法获取组织的材料参数不太现实，所以本文将根据其他学者的人体组织实验资料展开研究。前期通过大量文献研究工作，归纳总结了国内外学者关于人体颈椎的力学特性研究，并对这些这些研究结果进行了分析，获取了成人颈椎组织的材料参数；之后根据人体颈椎材料参数的获取方法，采用缩放成人颈椎材料参数和相关的力学特性曲线方法建立儿童的颈椎材料参数，最后就椎骨、韧带和椎间盘等组织材料的参数化方法分别进行了介绍，对颈椎各个组织材料参数随年龄变化的参数化结果进行了总结。 基于建立的参数化材料参数模型选取了三个比较有年龄代表性的儿童C4-C5颈椎段模型进行动态拉伸、弯曲-伸展、侧向弯曲和轴向旋转等载荷工况的仿真分析，将现有的Luck、Yoganandan和Nightingale等学者研究的尸体实验数据根据Irwin颈部响应缩放的方法进行缩放，得到不同年龄儿童的响应数据；根据仿真结果与儿童响应数据的误差，对颈椎力学响应影响较大的敏感组织进行了分析，确定出敏感组织中对颈椎力学响应影响显著的材料参数，最后通过自适应响应面法对敏感参数进行了优化，并对优化后的参数进行了回归分析。 对生长发育过程中儿童颈椎的椎骨、关节面角度和椎间盘等解剖结构和力学特性的变化进行了介绍，并就解剖结构的变化与儿童颈椎的力学响应关系，儿童在成长过程中椎骨矿物质含量的变化趋势以及椎骨的力学特性与其材料参数变化的关系进行了分析；紧接着利用建立的参数化材料模型建立几组仿真模型，探究材料参数变化对儿童颈椎力学响应的影响，并结合仿真结果分析儿童颈椎的损伤差异。 收起