Universidad de Valladolid
La biomecnica del impacto (2)
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La biomecnica del impacto (2)
Universidad de Valladolid
Estudio de diferentes segmentos del cuerpo humano
Anatoma bsica Lesiones y mecanismos de dao ms frecuentes Representacin mecnica (dummies) Criterios de dao
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1. Cabeza2. Cuello y columna vertebral3. Torax4. Abdomen5. Pelvis y extremidades inferiores6. Extremidades superiores
Universidad de Valladolid
Biomecnica de la cabeza
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Universidad de ValladolidBiomecnica de la cabeza. Anatoma Bsica
Elementos bsicos:
Elementos externos: Cuero cabelludo Piel
Neuronales Sistema nervioso central
seos
4Patrick J. Lynch, medical illustrator
seos Crneo Maxilar
Faciales Musculares Sensoriales
Otros Circulatorios Secretores (saliva, lgrima,)
Universidad de ValladolidBiomecnica de la cabeza. Anatoma Bsica
Funciones principales: Alojamiento y Proteccin del
Sistema Nervioso Central (SNC)
Crneo Meninges Elementos del SNC
Sistema digestivo Introduccin de alimentos
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Visible human Project (http://vhp.med.umich.edu/tools_a.html)
Introduccin de alimentos Masticacin
Elementos sensoriales Visin Odo Olfato Gusto Tacto
Comunicacin Oral Gestual
Universidad de Valladolid
El CerebroBiomecnica de la cabeza. Anatoma Bsica
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Universidad de Valladolid
Proteccin del Sistema Nervioso Central
Sistema de capas: Cuero Cabelludo
Pelo, piel, tejido conectivo y muscular
Periosteo (membrana fibrosa) Hueso (Crneo)
Biomecnica de la cabeza. Anatoma Bsica
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Hueso (Crneo) Meninges (membranas de
proteccin) Dura Madre: Membrana fibrosa
y dura Aracnoidea: Membrana con
forma de tela de araa Pia Mater: Membrana ms
delicada Fluido cerebro-espinal (CSF)
1. Cuero Cabelludo
2. Hueso3. Dura mater 4. Meninges 5. Sinus
sagittalis superior
Universidad de Valladolid
Proteccin del Sistema Nervioso Central
El Crneo
Biomecnica de la cabeza. Anatoma Bsica
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Universidad de ValladolidBiomecnica de la cabeza. Lesiones
Los daos ms serios son los que afectan al cerebro y a sus protecciones (crneo y meninges)
Daos cerebrales:
Difusos: De Conmociones dbiles a lesiones de localizacin difusa Focalizados: Lesiones localizadas (hematomas, contusiones,)
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Focalizados: Lesiones localizadas (hematomas, contusiones,)
Fracturas seas: Basilar (Base del crneo) Bveda craneal Faciales
Abiertas: Con exposicin de la Duramadre Cerradas: Sin exposicin de la Duramadre
Universidad de ValladolidBiomecnica de la cabeza. Lesiones
Hematomas
Tipo Descripcin Comentarios
Epidural Hemorragia por encima de la duramadre.
- No asociado a dao cerebral
Subdural Hemorragia por debajo de la duramadre.
- Asociado o no a fracturas seas
- Proporcin de mortalidad
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duramadre. - Proporcin de mortalidad
por encima del 30%
Intracerebral Acumulacin localizada de sangre dentro del cerebro
- Distinguible a travs de tomografa cerebral
Los daos faciales (incluidos ojos y odos) son considerados como de menor importancia (AIS 1 y 2)
Hematoma subdural
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Cdigo AISCdigo AIS LesionesLesiones1 Menores - Abrasin o laceracin superficial de piel o cuero
cabelludo- Fractura del tabique nasal
2 Moderadas - Avulsin o laceracin mayor- Fractura simple y no desplazada de la bveda craneal- Fractura abierta y desplazada de la mandbula- Fractura maxilar de tipos LeFort I y II (*)
3 Serias - Fractura basilar (base del crneo)
Fractura LeFort Tipo I
Biomecnica de la cabeza. Lesiones
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3 Serias - Fractura basilar (base del crneo)- Fractura maxilar de tipo LeFort III (*)- Prdida total del cuero cabelludo- Contusin simple del cerebelo
4 Severas - Fractura compleja o abierta de la bveda craneal- Exposicin o prdida de tejido cerebral- Pequeo hematoma epidural o subdural
5 Crticas - Herida penetrante de importancia (>2cm)- Compresin del tabique cerebral- Hematoma epidural o subdural grande- Dao Axonal Difuso (DAI)
6 Mximas - Destruccin masiva del crneo y cerebro (aplastamiento)
Fractura LeFort Tipo II
Fractura LeFort Tipo III
Universidad de ValladolidBiomecnica de la cabeza. Mecanismos de Dao
Con contacto (impacto)
Sin contacto (inerciales)
Mecanismos de dao
Esttico (>200ms) Dinmicos
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Fractura por impacto
Fractura por flexin
Dao Cerebral
focalizado
Dao Cerebral Difuso
Deformacin Aceleracin
Directo Indirecto Translacin Rotacin
(Adaptado de [1])
Universidad de ValladolidBiomecnica de la cabeza. Mecanismos de Dao
Los daos cerebrales localizados suelen producirse en la zona de la carga (Coup) o en su opuesta (Contrecoup).
Estos segundos pueden crear contusiones de mayor gravedad
Causas: Deformacin de la cavidad craneal
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Ondas de presin Movimiento relativo del cerebro en el crneo Gradientes de presin en el lquido cefalo raqudeo
[1]
Universidad de ValladolidBiomecnica de la cabeza. Tolerancia mecnica [1]
Fuerza: Aceleracin rotacional:
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Aceleracin lineal:
Universidad de ValladolidBiomecnica de la cabeza. Representacin mecnica
Dummies convencionales:
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La instrumentacin ms habitual es un acelermetro triaxial en el centro de gravedad de la cabeza
Universidad de ValladolidBiomecnica de la cabeza. Representacin mecnica
Cabezas Lanzables (Free Motion Headforms):Pedestrian Head Impact (FMVSS 201)
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Universidad de ValladolidBiomecnica de la cabeza. Representacin mecnica
Desarrollos especiales
FOCUS (R.A.Denton)Deformable Face (FTSS)
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Medicin localizada de fuerzas sobre la cara y posibles daos en los globos oculares
Cara deformable para mejorar la biofidelidad de la transmisin de fuerza por contacto
Universidad de ValladolidBiomecnica de la cabeza. Criterios de dao
HIC (Head Injury Criterion) Es el criterio de cabeza de uso ms extendido en aplicaciones de impacto Se basa la integracin de una funcin de la aceleracin absoluta de la cabeza
durante un periodo de tiempo fijo
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Ventana
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HIC36: Ventana de 36 milisegundos Se usa en impactos de duracin media (cabeza contra airbag, reposacabezas,) Idntico al HPC (Head Performance Criterion) empleado por las Regulaciones ECE R94
(impacto frontal) y R95 (impacto lateral) HIC15:
Ventana de 15 milisegundos Se usa en impactos de corta duracin (OOP, Impacto contra elementos rgidos, etc.)
A
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Tiempo
Universidad de ValladolidBiomecnica de la cabeza. Criterios de dao
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Universidad de ValladolidBiomecnica de la cabeza. Criterios de dao
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Universidad de ValladolidBiomecnica de la cabeza. Criterios de dao
Aceleracin en 3 milisegundos Mxima aceleracin excedida por la cabeza durante un periodo consecutivo de 3
milisegundos Utilizada por las normativas ECE R21 y R25 y FMVSS 201 y 208 (impacto contra
elementos interiores e impacto frontal)
GAMBIT (Generalized Acceleration Model for Brain Injury Threshold)
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GAMBIT (Generalized Acceleration Model for Brain Injury Threshold) Combina aceleraciones translacionales y rotacionales Uso muy reducido
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Bibliografa
Libros:[1]. K.-U. Schmitt, P. Niederer, M. Muser, F. Walz. Trauma
Biomechanics Accidental Injury in Traffic and Sports. Springer. ISBN 798-3-540-73872
Lminas de anatoma (Gray):http://www.bartleby.com/107/
Secciones Visible Human Project
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Secciones Visible Human Projecthttp://zatoka.icm.edu.pl/vh/VisibleHuman.html
Informacin sobre crash test dummies e instrumentacin:www.humaneticsatd.com
Criterios de dao:http://www.crash-
network.com/Download/Crash_Analysis_Criteria_1.6.2.pdf
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