I-PREDICT有限元模型：50百分位男性作战人员头颈部生物力学仿真与验证研究

军事飞行员常面临头颈部损伤风险。来自某研究团队通过建立I-PREDICT有限元人体模型（HBM），采用分级验证框架（含26个测试案例），系统评估了功能性脊柱单元（FSUs）、区域颈椎及头颈复合体的生物逼真度。结果显示：FSUs在伸展/屈曲/拉伸中获"优秀"评分，头部各区域冲击测试均为"优秀"，颈椎区域运动测试获"良好"，头颈复合体在多种工况下表现优异。该50百分位男性模型为作战人员安全防护提供了创新计算工具。

　　

军事航空作业中，头颈部损伤风险始终是困扰飞行员健康的突出问题。传统研究方法如尸体实验、志愿者测试和仿生假人实验虽能提供损伤评估数据，但均存在明显局限性。为此，科研团队开发了"远征领域战备状态失能预测集成计算工具"（I-PREDICT）有限元人体模型（Human Body Model, HBM），重点突破头颈部生物力学仿真关键技术。

研究采用分级验证策略：从材料模型优选开始，逐步验证功能性脊柱单元（Functional Spinal Units, FSUs）在伸展、屈曲和拉伸载荷下的力学响应；继而评估区域颈椎在压缩、侧弯和轴向旋转等多自由度运动中的表现；最终通过头颈复合体整体验证，包括张力测试、头部坠落和后部撞击等复杂工况。采用BioRank生物逼真度评分体系量化评估显示，FSUs获得整体"优秀"评级，头部在额骨、上颌骨、颧骨、颞骨和顶骨区域冲击测试中均表现优异，颈椎区域运动功能获"良好"评分，头颈复合体在多种动态测试中展现出高度生物逼真性。

这项针对50百分位男性作战人员开发的先进计算模型，为军事防护装备优化和损伤机制研究提供了重要技术手段，其分级验证框架和量化评分方法对生物力学建模领域具有示范意义。