Onderzoek door een Sandia National Laboratories ingenieur en een University of New Mexico Health Sciences Center neuroloog laat zien dat hersenletsel kunnen optreden binnen een milliseconde na een menselijk hoofd is duw in een ruit als gevolg van een auto-ongeluk.
Dit gebeurt voorafgaand aan de algemene beweging van het hoofd na impact met de voorruit en is een nieuw concept om te overwegen voor artsen geïnteresseerd zijn in traumatisch hersenletsel (TBI).
Paul Taylor van Multiscale Computational Sandia's Materialen Methoden Department en Corey Ford, neuroloog aan de afdeling UNM van Neurologie en MIND Imaging Center, deed de ontdekking na modellering vroeg-time wave interacties in het menselijk hoofd na botsing met een windscherm, een scenario dat leidt tot het ontstaan van TBI.
Sandia is een National Nuclear Security Administration laboratorium.
TBI wordt in verband gebracht met het verlies van functionele capaciteit van de hersenen en het geheugen cognitieve taken, informatie verwerken, uit te voeren en het uitvoeren van een verscheidenheid van de motor en coördinerende taken. Meer dan vijf miljoen mensen in de VS wonen met een handicap geassocieerd met TBI.
"In het verleden niet veel aandacht werd besteed aan het modelleren van vroeg-time events tijdens het TBI," zegt Taylor. "Mensen zouden - bijvoorbeeld - in een auto-ongeluk waar ze hun hoofd hit op een voorruit, voel rammelde, ga dan naar een eerste hulp, en vervolgens worden vrijgelaten We waren geïnteresseerd in waarom mensen met verwondingen aan het hoofd van vergelijkbare ernst hebben vaak zeer. verschillende uitkomsten in het geheugen functie of weer aan het werk. "
Meer aandacht is gegeven aan TBI in de afgelopen jaren als gevolg van het grote aantal Amerikaanse soldaten die terugkeren uit Irak naar huis met hoofdletsel veroorzaakt door de explosie golven van ontslagen geïmproviseerde explosieven.
Taylor zegt dat de modellering van hersenletsel is een veel humanere manier om de scenario's die leiden tot TBI dan de traditionele trial-and-error aanpak met behulp van proefdieren te bestuderen.
De twee onderzoekers begonnen door het importeren van een digitaal verwerkt, computertomografie (CT)-scan van een gezonde vrouwelijke hoofd in de Sandia ontwikkelde shock natuurkunde computer code, CTH. De CT-scan werd digitaal verwerkt tot-segment al het zachte weefsel en bot in drie verschillende materialen - schedel, hersenen, en cerebrale spinale vloeistof (CSF).
Computer modellen werden vervolgens geconstrueerd die de schedel, de hersenen, CSF, en de voorruit glas. De simulaties werden uitgevoerd op de Sandia's Thunderbird parallelle architectuur computer met behulp van 64 processoren voor elke simulatie.
"De resultaten van onze simulaties tonen de complexiteit van de golf interacties die optreden tussen de schedel, de hersenen en CSF als gevolg van de frontale botsing met de glazen windscherm," zegt Taylor.
De modellering staat voor wat er zou gebeuren met een ongeremde persoon raken de voorruit van een auto in een 34 mph frontale botsing met een stilstaande barrière.