综述：爆炸伤评估模型：叙述性综述

这篇综述系统梳理了爆炸伤（尤其是颅脑（bTBI）和肺损伤（BLI））的评估模型进展，涵盖传统数值模拟（FEM）、动物模型（如Bowen曲线）、尸体模型（PMHS）的局限，并重点探讨了新兴技术——类器官（organoid）和人工智能（AI）模型的应用潜力，为理解损伤机制、开发防护策略提供了多尺度研究框架。

　　

引言

爆炸冲击波引发的原发性损伤（blast trauma）在现代军事冲突和恐怖袭击中占比高达50%，其中颅脑（bTBI）和肺部（BLI）损伤因隐蔽性强、死亡率高备受关注。统计显示，83%的伊拉克自由行动士兵被诊断为bTBI，而肺损伤在爆炸幸存者中发生率可达83.3%。这类损伤常伴随延迟性症状，如认知障碍（15%患者长期存在）或肺出血，亟需精准评估模型支撑机制研究和临床转化。

生物损伤效应

bTBI：冲击波通过颅骨传导形成应力波，导致脑水肿、神经元凋亡和血脑屏障破坏。动物模型显示，重复暴露会诱发tau蛋白异常沉积和慢性创伤性脑病（CTE），与退伍军人病理特征高度吻合。

BLI：气体充盈的肺泡对压力敏感，病理表现为弥漫性出血（63%病例）和炎症浸润。绵羊模型中发现IL-17通路和血管平滑肌收缩相关基因（如AGR2、KRT5）可能是关键靶点。

传统评估模型

数值模拟：有限元模型（FEM）能动态模拟冲击波压力分布，如大鼠头部模型揭示鼻部衍射效应，而人体头部FEM验证了颅内压（ICP）和剪切应力可作为早期损伤指标。但材料仿生性不足限制其生理相关性。

动物模型：

• 自由场爆炸：绵羊数据衍生的Bowen曲线定义了肺损伤阈值，但跨物种外推存在局限。
• 激波管实验：大鼠模型确立bTBI致死阈值（>290 kPa时死亡率100%），但6 psi侧向暴露比8 psi正向暴露更易诱发肺实质挫伤。

尸体模型（PMHS）：人类颅骨数据证实140 kPa可致中度损伤，但缺乏生理活性限制长期研究。

新兴技术突破

类器官模型：

• 人iPSC衍生的脑类器官在350 kPa冲击下再现神经元凋亡，被评价为"领域突破性进展"。
• 血管化类器官（如Sun等构建）能模拟神经-血管互作，未来可整合动态机械加载以提升仿生度。

AI模型：

• SVM算法整合DTI数据诊断慢性bmTBI准确率达89%。
• 迁移学习有望解决跨物种数据差异，如通过猪实验数据预测人类胸壁防护效能。

挑战与展望

当前类器官损伤分级标准缺失，需结合多模态压力监测；AI模型依赖高质量数据训练，需持续优化特征提取算法。多模型融合（如FEM+类器官+AI）或成未来趋势，推动从分子机制到防护装备的全链条研究。