寻求来自不同学科的思想碰撞——医学和汽车工程的完美结合

doctoryanli

我是一名颌面外科学的军医，现在在读博士后(博士专业是野战外科学)，课题方向是做颌面部的FEA模型从而探讨爆炸伤的致伤机制，该课题的民用版本是就是建立颌面部FEA模型探讨撞击伤的致伤机制。
该课题的病例来源主要是人体交通事故伤，与各位工程师的专业有密切的关系，在这发帖想向各位高手讨论一下，请多多指教：
1、        该课题是否有意义：
如果把人的头部看做是你们研发的汽车，那上帝就给了我们人类一个最好的减震装置，那就是我们面部的骨骼。人体颌骨有很多坚强横向和纵向的力学支柱，但是它的矢向支柱却是极其脆弱，这与汽车的吸能装置可能有着异曲同工的作用。颌骨这样的生理结构保证了其后方的颅脑、血管和脑神经得到了最佳的保护。不知道你们是怎么看这个问题？有兴趣的话我们可以一起探讨。
2、        头面部骨骼建立FEA模型难度大么
人体的头面部除了骨骼还有很多脂肪、肌肉和关节等软组织，这就导致透露的FEA模型相对复杂，同时，组织的不规整性，也加大了建模的难度。目前我是通过和一名重大的机械学院的博士生合作，在完成一些粗略的建模，不知道是否还有好的途径来解决这个问题。
FEA的应用是你们的强项，而作为医生的我们只是对人体部位的解剖结构熟悉，同时能够解释力学分析结果的生物学意义。所以要完成这项课题是必须两个学科的人共同探讨的，我也试图和我的同事们探讨过这些东西，但是很难找到碰撞的火花。
3、        你们是否有更好地方法或途径来解决这个研究
我设计这个课题的最终目的，是能够通过数字人头的模型来分析头面部撞击伤的致伤机制，建立数据库和分析软件，达到迅速评估伤情的作用。(当然，军版的研究意义就不提你们也知道了)。但是作为一名医生，对工科软件还有手段不甚了解，可能会走一些弯路，所以还想在这听到你们的建议。
   在此谢谢大家，可以通过讨论，如果想法成熟，贵方具备科研能力，我也很想通过学术合作的方式，与你们一同申报课题或展开其它的合作。

doctoryanli

自己先顶一下，发一张我将要完成的工作。（MIMICS软件合成的头颅三维模型）

zzhustc

顶一个，交叉领域才容易出新成果啊。。。
不是搞碰撞安全的，但是在这行干这么些年，多少知道点
1. 课题肯定有意义，但对于汽车主机厂来说可能没什么吸引力，说白了就是因为没有利益。LZ可能不知道汽车安全的评价体系，碰撞只是其中的一个部分，而且在试验里使用的假人主要也是用来测量载荷（碰撞力）而不考虑载荷的作用（那样就太复杂了），所以LZ的研究不能直接提高汽车的安全性，所以站在汽车行业来看没什么应用价值。不过对于保险公司或者医疗机构还是很有意义的，国外很多这种研究是保险公司或者行业消费者协会之类的利益第三方赞助的，中国么就找政府呗。。。
2. 从技术角度看非常难，我本人CAE经验不多，但是这种复合模型的建模是非常复杂的，因为涉及到不同材质的边界接触，甚至还有流固体的耦合，结构本身又很复杂，我想汽车行业也找不到比这更复杂的模型了，另外解算结果的准确性在汽车行业里通常需要试验验证，试验结果对于提高模型精度是很有帮助的，这也是LZ需要考虑的问题：如何验证？。。。建议从简单的做起，比如先做简单的骨骼结构的版本，有条件后再慢慢增加关键功能体比如眼睛、大脑等等；在建模方面可以通过合作伙伴大学寻找专业软件商的支持（比如Altair等），他们是开发工具的，在这方面比一般汽车从业人员要理解的更深。。。
3. 还是那句话，这不是传统汽车行业的应用范畴，这个课题只是定义在汽车这样一个环境下，本质其实还是你们医学的内容，关键是做好两者的接口，这方面你可以去研究一下汽车安全关于被动安全的一些测试方法和规范（就是碰撞测试那套玩意，国内叫做CNCAP），或许能给你一些启发；

doctoryanli

谢谢楼上;
我现在正是苦于找不到合适的接口，师弟们做了一部分这方面的类容，但是是和重大机械学院的博士联合搞得，目前头颅骨骼的FEA模型基本已经做出来了，所以该项目的可行性还是有的；
至于模型的验证，有两条途径可以解决，一个是建立一套相同的动物模型后，通过动物实验来验证；另外的方式是通过尸体头颅来验证（尚缺乏伦理学论证，尤其是在军事研究方面）。所以目前我们还是偏向于第一种方法；
最后，请发给我一些CNCAP的链接，我想进一步研究一下，至少在今年报国基金的时候能够忽悠一下。

龙行于天下

虽然有点扯，但是还是顶一下！

Evan1031

好帖子，支持一下

戈忠

确实有点扯了，表示看不懂

ldhdxh001

你的我比较清楚。我们试验室现在也正在申请关于建立人体有限元模型的项目。我想告诉你的是，这个项目的庞大性是你无法想象的，国外，碰撞假人都是很多研究机构包括汽车公司、科研机构等一起完成的。首先必需强大的数据支持，就像你的头部有限元建模。你不能就随便拿个人的头部就来模拟吧。例如拿中国50百分位的人的头部的尺寸。还有你既然是军医，那你应该知道尸体的资料很珍贵吧。每个人的还不同。头部那么多组织，每个组织的力学属性还不同。。我只能说一句，艹，太他妈麻烦了！