爆炸冲击波致脑损伤(blasttraumaticbraininjury,bTBI)是新战争模式下单兵的主要致伤形式。复杂战场环境下士兵遭受多次爆炸冲击导致脑损伤情加重，其致伤机制与累积效应目前还不明确。现有研究多集中于单次爆炸冲击对人体的损伤，多重冲击研究中主要用小动物进行研究，未对重复爆炸冲击波作用下人体颅脑动力学响应与损伤进行较深入的研究。
湖南科技大学蔡志华教授团队采用通过验证的具有中国人体解剖特性的颅脑有限元模型进行爆炸冲击仿真，建立爆炸冲击波-颅脑流固耦合模型，改变冲击波的加载次数以模拟重复冲击，进行单次爆炸和重复爆炸作用下颅脑动力学响应与损伤分析，对比重复冲击时颅脑的损伤加重程度和累积效应。
研究人员将颅脑有限元模型加载至空气域中，炸药模型采用填充单元的方式填充至空气域中。获得颅脑在爆炸冲击波作用下的动态响应规律。
从单次冲击的流场压力、脑组织压力、颅骨位移云图得到爆炸冲击波在颅脑内外的传播规律。
通过流场压力、颅脑各部位压力、软组织应力、硬骨位移等进行重复爆炸（两次爆炸、三次爆炸）冲击波作用下颅脑动力学响应与损伤分析。
在颅骨、脑脊液等部位中选择前额、颅顶、后脑以及颅底处的特征点，提取特征点的应力-时间、压力-时间历程曲线，输出颅骨的最大位移。使用熵权法量化峰值大小与峰值持续时间以及波峰数量等因素对颅脑损伤造成的影响。
将上述各参数量化并通过熵权法进行加权计算，可知三次冲击造成的损伤严重程度为两次冲击的.9%和单次冲击的.5%，二次冲击造成的损伤严重程度为单次冲击的.5%。重复冲击导致脑损伤加重，但损伤程度没有随着冲击次数成倍增加，因为冲击波在传播过程中会出现负压，短时间内的重复冲击会导致正压与前序冲击产生的负压部分抵消。
该研究使用冲击波-颅脑流固耦合有限元模型模拟球形炸药爆炸后作用至人体颅脑的动态过程，并反映人体颅脑在相同时间内受到单次和多次重复冲击波时的生物力学响应，可为日后评估防护头盔的防冲击波性能等提供参考。
原文：Huang,X.,Hu,X.,Zhang,L.etal.CraniocerebralDynamicResponseandCumulativeEffectofDamageUnderRepetitiveBlast.AnnBiomedEng().DOI:10./s---7.
[在冲击波前沿