用于创伤性脑损伤的年龄和性别依赖性群体平均脑生物力学模型

涉及人体头部和脑部在体机械加载的实验研究必然受到限制，因此，计算建模对于推进我们对脑生物力学的理解至关重要。年龄和性别等人口统计学因素已知会影响脑的解剖结构、材料特性，并且可能影响其对损伤性载荷的易感性。为此，我们基于总计135名受试者构建了6个按年龄和性别分层的群体平均脑模型，并利用计算机模拟研究这些“群体平均脑”的力学响应。我们采用皮尔逊相关系数评估群体平均模型在多大程度上能够表征各人口统计类别中的个体，结果显示出较强的相关性。此外，我们针对六个组的第一主应变进行了p值假设检验，结果表明组间存在显著差异。 本研究表明，按年龄和性别分层的群体平均模型能够有效表征组内个体的生物力学响应，并能够揭示可能影响创伤性脑损伤易感性的、有意义的人口统计学差异。我们表明，在驱动变形差异方面，材料特性的年龄依赖性变化比解剖结构变化发挥着更大的作用。我们希望在研究和临床应用中看到这些群体平均模型得到更广泛的使用。

涉及人体头部和大脑在体机械载荷的实验研究必然受到限制，因此，计算建模对于推进我们对脑生物力学的理解至关重要。已知年龄和性别等人口统计学因素会影响大脑解剖结构、材料特性，并可能影响其对损伤性载荷的易感性。为此，我们基于共计135名受试者构建了按年龄和性别分层的六个群体平均脑模型，并利用计算机模拟研究这些“群体平均脑”的力学响应。我们采用皮尔逊相关系数评估群体平均模型在多大程度上能够代表各人口统计类别中的个体，结果显示出较强的相关性。进一步地，我们对六个组的第一主应变进行了基于p值的假设检验，结果表明组间存在显著差异。

本研究表明，按年龄和性别分层的群体平均模型能够有效表征各组内个体的生物力学响应，并能够揭示可能影响创伤性脑损伤易感性的、有意义的人口统计学差异。我们表明，在驱动形变差异方面，材料特性的年龄依赖性变化所起的作用大于解剖结构变化。我们希望在科研和临床应用中看到这些群体平均模型得到更广泛的应用。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.05.27.727945v1?rss=1

🏷️ 创伤性脑损伤 脑生物力学 计算建模 年龄差异 性别差异 群体平均模型