[发明专利]头颅碰撞试验系统及脑组织应变的动态测量方法

权利要求书

1.一种头颅碰撞试验系统，其特征在于，包括平台(1)、碰撞壁(2)、设于平台(1)上且由动力组件(3)驱动的移动座(4)、设于移动座(4)上用于夹持头颅(8)的夹持固定组件(5)以及处理器，还包括可植入头颅(8)的定位标志(6)和用于检测定位标志(6)位置的位置检测模块，所述处理器采集位置检测模块输出的位置信息并基于所述位置信息获取定位标志(6)在碰撞试验过程中在头颅(8)内部的运动轨迹，处理器基于所述运动轨迹获取头颅(8)内定位标志(6)所在位置处脑组织在碰撞试验中的应变。

2.根据权利要求1所述的头颅碰撞试验系统，其特征在于，所述位置检测模块包括至少三个可不共线设置于头颅(8)上的超声测距探头(7)，所述超声测距探头(7)的输出端与处理器的距离输入端连接。

3.根据权利要求1所述的头颅碰撞试验系统，其特征在于，所述定位标志(6)的密度与头颅(8)内脑组织的密度相同或相近。

4.根据权利要求1所述的头颅碰撞试验系统，其特征在于，所述定位标志(6)呈球形或圆柱形。

5.根据权利要求4所述的头颅碰撞试验系统，其特征在于，所述定位标志(6)包括内层(61)及包覆在内层(61)表面的保护层(62)。

6.根据权利要求5所述的头颅碰撞试验系统，其特征在于，所述内层(61)由金属材料制成。

7.根据权利要求5所述的头颅碰撞试验系统，其特征在于，所述保护层(62)由塑料/硅胶/橡胶制成。

8.一种脑组织应变的动态测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1，在头颅(8)的脑组织中设定目标测试位置，设定碰撞试验参数，所述碰撞试验参数包括碰撞时头颅(8)碰撞朝向和/或碰撞速度；

在所述头颅(8)上开设第一骨窗，通过所述第一骨窗将定位标志(6)置入到所述目标测试位置；

步骤S2，基于权利要求1-7中任意一项所述头颅碰撞试验系统按照设定的碰撞试验参数进行碰撞试验；

在碰撞试验过程中，实时采集位置检测模块的输出信号并记录采集时间，基于位置检测模块的输出信号获取定位标志(6)的实时位置坐标，将定位标志(6)的实时位置坐标与位置检测模块的输出信号的采集时间关联；

步骤S3，基于定位标志(6)的实时位置坐标和所述实时位置坐标关联的采集时间绘制定位标志(6)的运动轨迹；

求取所述运动轨迹的长度，将所述长度作为目标测试位置处脑组织在碰撞试验中的应变。

9.根据权利要求8所述的脑组织应变的动态测量方法，其特征在于，所述位置检测模块包括至少三个可不共线设置于头颅(8)上的超声测距探头(7)，位置检测模块的安装过程为：在所述头颅(8)上开设至少三个第二骨窗，在每个所述第二骨窗中放置一个用于测量所述第二骨窗与定位标志(6)距离的超声测距探头(7)，所述超声测距探头(7)不穿透硬脑膜。

10.根据权利要求8或9所述的脑组织应变的动态测量方法，其特征在于，还包括应变率获取步骤，所述应变率获取步骤包括：在所述定位标志(6)运动轨迹上求取每个时间点上的斜率，将绝对值最大的斜率作为目标测试位置处脑组织在碰撞试验中的应变率。