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试议追尾颈椎关节囊应变和疼痛检测系统实验

收藏本文 2024-02-27 点赞:6973 浏览:22277 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:在交通事故伤情中,颈部损伤不但发生率较高,而且其造成的后遗症长期困扰着事故幸存者。典型的颈部损伤,通常情况下称之为挥鞭伤,多发生于追尾碰撞事故中。挥鞭伤的发生机制主要是由于颈椎关节囊的过度形变引起关节囊神经受激或受损以而产生疼痛。虽然越来越多的实验探讨已经证实了这一挥鞭伤发生机制,但挥鞭伤时颈椎关节囊应变情况与其神经生理学之间的联系尚未具体明确。本论文基于以上探讨目的,提出了利用颈椎关节囊应变与疼痛检测系统测量挥鞭伤时颈椎关节囊的应变与神经放电活动,以进一步揭示二者的联系。本论文的主要探讨工作和成果包括:①参考颈椎关节囊形态与结构,设计了实验模型的动物模型和物理模型。山羊颈椎因其在形态学上与人体颈椎相似,可作为动物实验模型。制作了物理模型用于颈椎关节囊应变检测系统的测试。②本论文设计了颈椎关节囊应变检测系统,用以测量挥鞭伤时颈椎关节囊应变情况。系统由关节囊应变传感器、测量电桥、放大电路、滤波电路、零偏校正电路和高速采集装置等组成。关节囊液态金属应变传感器由于测量大应变的需要,其输出为非线性,将通过非线性模型的阶次来制约传感器静态非线性模型的近似误差。对关节囊应变传感器进行标定,得出关节囊应变传感器静态非线性模型,并获得传感器的拟合误差、回差、重复性、灵敏度、分辨力、阈值和静态误差等静态指标。最后通过求近似反函数的策略来进行输出信号的反演。③针对挥鞭伤时颈椎关节囊疼痛检测需要,本论文设计了颈椎关节囊疼痛检测系统。通过神经放电检测电极连接关节囊神经根,传导出疼痛信号,经A/D差分放大器后,利用高速记录主机进行数据采集,最终利用专用软件进行数据浅析。由于挥鞭伤时的疼痛信号包含多个神经纤维传导的动作电位,由此,本论文采取电刺激实验,先对关节囊各个区域对应的神经纤维放电动作电位进行筛选和甄别,并作为模板,与挥鞭伤模拟实验的神经放电数据进行匹配,最终获得不同关节囊区域对应的不同神经纤维放电的速率变换情况。④搭建了挥鞭伤模拟实验系统进行颈椎关节囊应变与疼痛检测系统的运用实验。挥鞭伤模拟实验系统包括挥鞭伤致伤平台、追尾碰撞数据采集系统、高速摄像系统和激光测速系统。完成颈椎关节囊应变检测系统的实验探讨,最后提出了颈椎关节囊疼痛检测系统运用实验案例。关键词:挥鞭伤论文颈椎关节囊论文应变论文神经放电论文追尾碰撞论文

    摘要3-4

    ABSTRACT4-9

    1 绪论9-21

    1.1 课题探讨背景及作用9-12

    1.1.1 交通事故的危害9-10

    1.1.2 交通事故中的颈部伤10-11

    1.1.3 挥鞭伤11-12

    1.2 国内外探讨近况12-18

    1.2.1 挥鞭伤的发生机制12-13

    1.2.2 颈椎关节囊应变的检测策略13-16

    1.2.3 颈椎关节囊疼痛检测策略16-18

    1.3 本论文的探讨内容18-21

    1.3.1 课题探讨的主要内容18

    1.3.2 论文的主要内容18-21

    2 人体颈椎的解剖学浅析及实验模型21-29

    2.1 引言21

    2.2 颈椎关节囊的解剖学结构21-26

    2.2.1 颈椎结构21-25

    2.2.2 颈椎关节囊结构25-26

    2.3 动物模型26-27

    2.3.1 动物选型26-27

    2.3.2 山羊模型27

    2.4 物理模型27-28

    2.4.1 结构设计27-28

    2.4.2 制作策略28

    2.5 本章小结28-29

    3 颈椎关节囊应变检测系统的研制29-61

    3.1 引言29

    3.2 颈椎关节囊应变传感器的设计与制作29-35

    3.2.1 微型传感器的结构组成29-31

    3.2.2 微型应变传感器的原理31-34

    3.2.3 微型应变传感器的制作策略34

    3.2.4 微型应变传感器的实验样品34-35

    3.3 应变信号条理电路的设计与制作35-51

    3.3.1 电桥测量电路35-43

    3.3.2 放大电路43-46

    3.3.3 滤波电路46-47

    3.3.4 零偏校正电路47-48

    3.3.5 信号处理电路的性能测试48-51

    3.4 数据采集系统的选用51

    3.5 微型应变传感器的标定实验51-56

    3.5.1 目的51

    3.5.2 材料与策略51-55

    3.5.3 结果55-56

    3.5.4 小结56

    3.6 讨论——传感器非线性输出信号的反演56-59

    3.7 本章小结59-61

    4 颈椎关节囊疼痛检测系统的设计61-73

    4.1 引言61

    4.2 神经放电原理61-63

    4.2.1 神经纤维结构61

    4.2.2 神经冲动及传导61-62

    4.2.3 神经纤维分类62-63

    4.3 神经放电检测电极的设计63-65

    4.3.1 电极的设计63-64

    4.3.2 电极连接的位置64-65

    4.4 差分放大器和高速记录主机的选用65-66

    4.5 疼痛信号检测案例设计66-71

    4.5.1 疼痛信号的筛选和甄别66-69

    4.5.2 疼痛信号检测数据浅析69-71

    4.6 本章小结71-73

    5 颈椎关节囊应变与疼痛检测系统的运用实验73-85

    5.1 引言73

    5.2 实验装置73-78

    5.2.1 摆臂式挥鞭伤致伤平台73-75

    5.2.2 数据采集系统75-76

    5.2.3 高速摄像76-77

    5.2.4 测速系统77-78

    5.3 颈椎关节囊应变检测实验78-82

    5.3.1 目的78

    5.3.2 材料与策略78-79

    5.3.3 结果79-81

    5.3.4 结论81-82

    5.4 颈椎关节囊疼痛系统运用实验设计82-83

    5.4.1 目的82

    5.4.2 材料与策略82-83

    5.5 本章小结83-85

    6 总结与展望85-87

    6.1 本论文工作总结85-86

    6.2 未来工作展望86-87

    致谢87-89

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