頭脳物理モデルの世界的な加速と脳実質圧力の運動学的生物識別性とテスト間の再現性の評価

ヘッドサロゲートは、生体力学的研究とヘッドギア評価で広く使用されています。それらは、頭の慣性および機械的特性を近似するように設計されており、グローバルなヘッド運動学を測定するために機器にされています。脳への混乱を研究することに最近関心があるため、一部のヘッドモデルには内部液層と脳組織、頭頭蓋内生体力学を測定するための計装が含まれます。ただし、このようなモデルが現実的な人間の反応を示すかどうかは不明です。したがって、この研究の目的は、頭部モデルのバイオフィデル性と再現性、ブラスト損傷保護評価デバイス（二重）を評価することを目的としています。これは、鈍い衝撃での適用のためのグローバルなヘッド運動学と障害内圧力（IPP）の両方を測定できます。民間の生活。ドロップテストは、バイプドと広く使用されているハイブリッドIIIヘッドフォームで実施されました。二型測定値をハイブリッドIIIデータと公開した死体データと比較し、世界線形加速度のバイオフィデリティレベルを相関および分析（CORA）評価を使用して定量化しました。複数の衝撃シナリオでの加速度測定とIPP測定の再現性は、大きさとパルス持続時間の変動係数（COV）を介して評価されました。二型加速度のピークは、一般に、死体およびハイブリッドIIIのデータと有意な差はありませんでした。二重型およびハイブリッドIIIの加速のCORA評価は、それぞれ0.50から0.61および0.51〜0.77の範囲でした。加速とIPPのCOVは一般に10％を下回っていました。この研究は、グローバルな運動学とIPPの両方を鈍い影響を測定するバイオフィデリックヘッドの代理出産に向けた重要なステップです。

Head surrogates are widely used in biomechanical research and headgear assessment. They are designed to approximate the inertial and mechanical properties of the head and are instrumented to measure global head kinematics. Due to the recent interest in studying disruption to the brain, some head models include internal fluid layers and brain tissue, and instrumentation to measure head intracranial biomechanics. However, it is unknown whether such models exhibit realistic human responses. Therefore, this study aims to assess the biofidelity and repeatability of a head model, the Blast Injury Protection Evaluation Device (BIPED), that can measure both global head kinematics and intraparenchymal pressure (IPP) for application in blunt impact, a common loading scenario in civilian life. Drop tests were conducted with the BIPED and the widely used Hybrid III headform. BIPED measures were compared to the Hybrid III data and published cadaveric data, and the biofidelity level of the global linear acceleration was quantified using CORrelation and Analysis (CORA) ratings. The repeatability of the acceleration and IPP measurements in multiple impact scenarios was evaluated via the coefficient of variation (COV) of the magnitudes and pulse durations. BIPED acceleration peaks were generally not significantly different from cadaver and Hybrid III data. The CORA ratings for the BIPED and Hybrid III accelerations ranged from 0.50 to 0.61 and 0.51 to 0.77, respectively. The COVs of acceleration and IPP were generally below 10%. This study is an important step toward a biofidelic head surrogate measuring both global kinematics and IPP in blunt impact.