研究创伤性脑损伤时的大脑悬浮系统

研究脑外伤患者的大脑悬吊系统
圣路易斯华盛顿大学(Washington University in St. Louis)的工程师们正在仔细研究大脑的“悬挂系统”,以测试它在帮助保护大脑免受创伤性脑损伤(TBI)方面到底有多有效。最上面一排图像显示了新研究中观察到的脑组织位移;底部一行显示“卷曲”,即形状的变化。来源:圣路易斯华盛顿大学

创伤性脑损伤(TBI)可能是毁灭性的,会使人衰弱。尽管有强烈的兴趣和多年的研究,联系力和神经损伤的确切机制仍然不清楚。研究人员知道,颅骨和大脑之间的隔膜在吸收冲击和防止头部撞击造成的损伤方面起着关键作用,但细节在很大程度上仍是一个谜。

圣路易斯华盛顿大学的一组工程师进行了一项新的研究,他们对这种“悬架系统”进行了更深入的研究,并发现它可以限制或预防创伤性脑损伤。

“当时的想法是找出连接大脑和大脑的膜层有多大的保护作用Philip Bayly说,他是Lilyan & E. Lisle Hughes机械工程教授,也是工程与应用科学学院机械工程与材料科学系的主席。“它们的功能与你的汽车悬架相同。当你经过一辆颠簸的汽车时,车轮会有很大的摆动但你的身体却很少有运动因为悬挂系统吸收了它。

“我们知道隔膜是用来缓冲大脑的,但缓冲的程度有多大,每个人有什么不同?”

在这项研究中,研究人员使用了一种称为磁共振弹性成像(MRE)的成像技术,对六名志愿者进行了测试。在MRE过程中,通过振动枕引入微小的头骨振动,并通过嵌在护齿套中的传感器进行测量。然后测量大脑的运动成像。与显示出明显力转移的明胶模型相比,这六名受试者的颅骨-大脑界面明显延迟并削弱了从颅骨到大脑的运动转移。

贝利说:“我们正在用数字来衡量,实际有多少保护措施。”“在我们的研究中,90%的动作都是为了。是减毒。”

下一步:消除对护齿套传感器系统的需求,开发一种更精简的MRE方法,这将使更大的研究有更多的对象。

“这将允许我们把年龄或性别等因素作为变量来研究看看谁更容易受到这种伤害,”贝利说。

这项研究最近被生物力学工程学报,现已在网上提供。


进一步探索

帮助解开创伤性脑损伤之谜的工程师

更多信息:Andrew A. Badachhape等,磁共振弹性成像研究中三维人体颅骨运动与脑组织变形的关系,生物力学工程学报(2017)。DOI: 10.1115/1.4036146
引用:研究创伤性脑损伤时的大脑悬吊系统(2017年4月4日
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