بررسی مکانیکی آسیب ضربه وارد بر مغز انسان در اثر برخورد توپ فوتبال با کمک مدل سه بعدی

ضربه مغزی یکی از شایع­ترین آسیب­هایی است که جان انسان را تهدید می کند که در فوتبال نیز دیده می شود. در این پژوهش یک مدل المان محدود از ضربه مغزی ارائه شده است که در آن بافت مغز به صورت هایپر ویسکوالاستیک غیرخطی با همسانگردی عرضی بر اساس مدل مونی-ریولین تعریف شد. مدل سه بعدی مغز از تصاویر MRI استخراج شد و شبیه سازی المان محدود در نرم افزار LS-DYNA صورت گرفت. نتایج نشان داد که در ضربه از ناحیه جانبی، فشار و نیروی وارده سریع تر گسترش می یابد و مغز دچار آسیب شدیدتری می شود. همچنین، نشان داده شد که در صورت متعامد بودن جهت ضربه با جهت گیری فیبرهای آکسون، بافت مغز تنش بیشتری را تجربه می کند. علاوه بر این، مشاهده شد که در ضربه جلویی که فیبرهای آکسون هم راستا با جهت ضربه قرار دارند به دلیل تغییر شکل بزرگ مغز، فشار در محل آسیب مثبت و در محل مقابل آسیب منفی می شود. در ضربه جانبی که متعامد بر فیبرها بود، رفتار فشار محل آسیب و مقابل آسیب مشابه بود.

کلیدواژه ها:

بافت مغز ، معادلات ساختاری ، مدل سازی المان محدود ، ضربه ، آسیب مغزی ، بیومکانیک