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重复性低强度爆炸（LIB）暴露已被确定为轻度爆炸性创伤性脑损伤（mbTBI）的可能原因，以及美国军人面临的一种慢性损伤风险。然而，人脑在该类载荷工况下的生物力学响应仍缺乏充分表征。利用经爆炸暴露验证的人体解剖学三维模型，我们模拟了作战人员在武器训练期间通常经历的爆炸压力所引发的颅内组织响应。本文评估了两种情景，即单次剂量暴露和重复剂量暴露，以研究颅内压（ICP）、剪切应变及其频谱特征。采用 Ansys LS-DYNA 生成峰值超压为 4–90 kPa、正相持续时间为 2.2–10 ms 的平面爆炸波。单次暴露产生的颅内压范围为 4.7–112.7 kPa，其大小取决于剂量和正相持续时间。在重复性低强度爆炸暴露条件下，与单次暴露相比，颅内压峰值增加了 8–26%，同时高频成分（>2 kHz）有所增强。这些结果表明，低强度爆炸能够引发可测量的颅内响应，并且这种响应会因重复暴露而被放大，即使在应变水平较低的情况下，仍会产生显著的频谱特征和升高的压力。本研究强调了进一步探究累积剂量效应的必要性，以及采用计算方法阐明在作战相关条件下所假设的 mbTBI 机制的重要价值。
人脑对低强度爆炸的生物力学响应：单次与重复暴露的有限元研究 | bioRxiv
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人脑对低强度爆炸的生物力学响应：单次与重复暴露的有限元研究
查看 ORCID 主页 Melissa Dunphy Yates， Thomas A Metzger， 查看 ORCID 主页 Vanessa D Alphonse， 查看 ORCID 主页 Kyle A Ott， 查看 ORCID 主页 Eyal Bar-Kochba
doi： https://doi.org/10.64898/2026.07.25.740699
Melissa Dunphy Yates 约翰斯·霍普金斯大学应用物理实验室，研究与探索性发展部，美国马里兰州劳雷尔，20723 在 Google Scholar 上查找该作者 在 PubMed 上查找该作者 在持有人为作者/资助方，其已授予 bioRxiv 永久展示该预印本的许可。 本文依据 CC-BY 4.0 国际许可协议 公开提供。
返回顶部 上一项 下一项 发表于 2026 年 7 月 28 日。
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bioRxiv 2026.07.25.740699； doi： https://doi.org/10.64898/2026.07.25.740699
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人脑对低强度爆炸的生物力学响应：单次与重复暴露的有限元研究 Melissa Dunphy Yates， Thomas A Metzger， Vanessa D Alphonse， Kyle A Ott， Eyal Bar-Kochba
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📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.07.25.740699v1?rss=1
🏷️ 爆炸性脑损伤 有限元分析 生物力学响应 颅内压 重复低强度爆炸