各种交通事故引起的损伤中,后碰撞所导致的颈部损伤占较大比例,常造成致命伤害。理解后碰撞造成的损伤及其功能紊乱的潜在机制,对由此造成伤害的进一步防护、诊断、治疗具有重要作用。随着计算机的发展,有限元模型被广泛应用于生物力学研究。旨在根据冲击动力学响应分析要求,建立中国人全颈椎三维有限元模型,以期用于后碰撞中人体颈部冲击动力学响应分析及研究。该模型以中国50百分位成年男性为建模素材,通过螺旋CT扫描生成DICOM格式图像数据;利用Materialist mimics、逆向软件Geomagic及Pro-E进行三维重建;运用TrueGrid划分网格,有限元模型由椎骨、椎间盘(髓核、纤维环及软骨终板)、韧带和肌肉构成,用实体单元、梁单元和索单元进行模拟,其材料分别定义为线弹性、粘弹性和索。在LS-DYNA中仿真,与后碰撞志愿者实验数据基本相符,从而验证了模型的有效性。验证后的模型用于后碰撞过程中人体颈部内、外部响应参数的分析及研究,得到头颈部速度、加速度曲线,各椎骨间相对转角,各椎骨、椎间盘、韧带的应力、应变曲线。颈部“S”形曲线、“C”形曲线得到很好体现;各组织应力及应变数值随时间增长而增大,达到一定峰值后则随时间增大而减小,其峰值都发生在“S”形、“C”形曲线出现阶段。各椎骨的最大应力、应变发生于椎体上,上位颈椎中C2应力、应变值较大,而下位颈椎中T1数值最大。各髓核、纤维环、终板最大应力、应变主要发生在其前后缘,其中髓核、纤维环最大值发生于C7-T1间:终板最大应力值位于C4-C5间,最大应变值出现在C5-C6间。前纵韧带C7-T1段的应力、应变值最大。后碰撞易产生骨折及软组织撕裂等损伤。