基于生物效應(yīng)的警用防暴服防護效能評價方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于警用防暴裝備防護效能評估領(lǐng)域，特別涉及一種基于生物效應(yīng)對防暴 服的防護效能進行測試和評價的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 防暴服是一種專門適用于防暴警察、武警、特警以及安保人員的個人防護裝備，用 于抵御利器、棍棒、磚石及各種非爆炸性投擲物的攻擊。防暴服保護的對象是人員，人員受 到攻擊時的安全性評估是防暴服防護效能評價的核心內(nèi)容。我國警用防暴服的設(shè)計、生產(chǎn) 和檢驗均參照2008年發(fā)布的中華人民共和國公共安全行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)GA420-2008《警用防暴 服》。該標(biāo)準(zhǔn)主要針對防暴服的結(jié)構(gòu)、強度、耐沖擊性能、能量吸收性能等各項指標(biāo)及其檢驗 方法進行了規(guī)定。然而，大量的生物試驗研究表明，即便在防暴服滿足該標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)技術(shù)要求 情況下，仍然不能避免損傷發(fā)生，如皮膚軟組織程度挫傷，心、肺出血。這是因為防暴服受到 外力沖擊時發(fā)生變形，對胸腔產(chǎn)生快速撞擊和擠壓，造成胸部鈍性損傷?；贕A420-2008 《警用防暴服》的警用防暴服評價技術(shù)還存在某些局限，主要體現(xiàn)在以下三個方面：
[0003] 1、缺乏針對人員安全性的評估方法及標(biāo)準(zhǔn)。人員作為防暴服的保護對象，其安全 性評估應(yīng)包括在不同能量作用下人員是否受到傷害、以及損傷的嚴(yán)重程度?！禛A420-2008警 用防暴服》雖然規(guī)定了防暴服的外觀、質(zhì)量、防護面積、結(jié)構(gòu)連接強度、耐沖擊性能、能量吸 收性能等技術(shù)指標(biāo)，但并未涉及穿著防暴服的生物目標(biāo)受到攻擊時的安全性評價問題，也 缺乏相關(guān)的評價方法和標(biāo)準(zhǔn)。
[0004] 2、不能量化評價防暴服的防護效能?！禛A420 - 2008警用防暴服》對防暴服各項 指標(biāo)的技術(shù)要求主要是作為判斷防暴服是否合格的一個界限，并不能對防暴服的實際防護 效果進行定量評價。
[0005] 3、不能評判不同品牌防暴服防護性能的差異。不同品牌防暴服采用的防護材料以 及整體結(jié)構(gòu)均有所差異，所達(dá)到的防護效果不可能完全一致。然而，對于不同品牌防暴服的 性能評價，GA420-2008《警用防暴服》是唯一可遵循的標(biāo)準(zhǔn)，凡符合GA420-2008《警用防暴 月艮》的均為合格產(chǎn)品。因此，現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)無法對不同品牌防暴服的防護性能作出客觀評價和優(yōu) 劣比較。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有方法的不足而提供的一種基于生物效應(yīng)的防暴服 防護效能評價方法。該方法基于無防護生物目標(biāo)和穿防暴服生物目標(biāo)在沖擊載荷作用下?lián)p 傷評分的差異，計算防暴服對生物損傷的減輕程度。本發(fā)明能實現(xiàn)防暴服防護效能的定量 評價，并且可用于不同品牌防暴服的防護效能的比較。
[0007] 本發(fā)明所涉及的一種基于生物效應(yīng)的防暴服防護效能評價方法，其步驟如下：
[0008] 1.建立生物損傷模型
[0009] (1)依據(jù)胸腔解剖結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸與成年人體相似原則，選擇成年嚙齒類動物進 行生物效應(yīng)檢測試驗。
[0010] (2)以符合GA420-2008《警用防暴服》要求的直徑Φ96πιπι、質(zhì)量7. 5kg的鋼制球 頭型重錘作為沖擊載荷，采用升降裝置將重錘懸垂于一定高度Hn，重錘以自由下落方式撞 擊試驗動物。
[0011] (3)試驗前動物注射麻醉、胸部剪毛備皮。撞擊試驗時動物為仰臥位，重錘落點為 胸骨柄中心位置。每只試驗動物接受一次重錘撞擊。
[0012] 2.對無防護試驗動物進行不同沖擊能量加載
[0013] (1)通過調(diào)整重錘高度Ηη(η= 0, 1，2, 3, 4, 5)改變沖擊能量。重錘高度按最低高 度Η0 的整數(shù)倍遞增，即HI= 2Η0,Η2 = 3Η0,Η3 = 4Η0,Η4 = 5Η0，Η5 = 6Η0。沖擊能量Εη(η =0, 1，2, 3, 4, 5)也按最低能量Ε0 的整數(shù)倍遞增，即El= 2Ε0,Ε2 = 3Ε0,Ε3 = 4Ε0,Ε4 = 5E0〇
[0014] (2)按步驟1第三條對試驗動物進行重錘撞擊致傷。
[0015] 3.對穿著防暴服試驗動物進行不同沖擊能量加載
[0016] (1)用待評價的某型防暴服包裹試驗動物胸腔，確保試驗動物胸部處于有效防護 狀態(tài)。
[0017] (2)通過調(diào)整重錘高度Ηη(η= 0, 1，2, 3, 4, 5)改變沖擊能量。重錘高度按最低高 度Η0 的整數(shù)倍遞增，即HI= 2Η0,Η2 = 3Η0,Η3 = 4Η0,Η4 = 5Η0，Η5 = 6Η0。沖擊能量Εη(η =0, 1，2, 3, 4, 5)也按最低能量Ε0 的整數(shù)倍遞增，即El= 2Ε0,Ε2 = 3Ε0,Ε3 = 4Ε0,Ε4 = 5E0〇
[0018] (3)按步驟1第三條對試驗動物進行重錘撞擊致傷。
[0019] 4.生物損傷檢測
[0020] 試驗動物于傷后6小時進行解剖檢查，重點檢查胸廓骨有無骨折，心臟、肺臟、肝 臟有無出血、破裂等情況并詳細(xì)記錄拍照。
[0021] 5.生物損傷評分
[0022] (1)按照《簡明損傷定級標(biāo)準(zhǔn)》（AbbreviatedInjuryScore，AIS)，根據(jù)試驗動物 解剖損傷情況，針對胸廓骨、心臟、肝臟、肺臟每個部位分別進行損傷評分。損傷嚴(yán)重度分為 輕度、中度、較重、嚴(yán)重、危重、極重6個等級，對應(yīng)的AIS分值分別為1、2、3、4、5、6。無損傷 以0表示。
[0023](2)采用最高AIS評分方法（MaximalAIS，MAIS)，從試驗動物各部位的AIS分值 中取最大值作為該試驗動物的損傷評分結(jié)果。
[0024] ⑶針對無防護、某型防暴服和E0、El、E2、E3、E4、E5六種沖擊能量，分別對試驗 動物進行AIS、MAIS評分
[0025] 6.基于生物效應(yīng)進行防暴服防護效能評價
[0026] (1)分別計算無防護試驗動物、穿著某型防暴服試驗動物在E0、El、E2、E3、E4、E5 沖擊能量作用下的MAIS評分總和，若穿著某型防暴服試驗動物MAIS評分總和小于無防護 試驗動物MAIS評分總和，則判定該型防暴服具有防護作用。
[0027] (2)以無防護試驗動物MAIS評分總和為基準(zhǔn)，計算某型防暴服減輕損傷百分比， 以該百分比越作為某型防暴服防護效能定量評價指標(biāo)。計算方法為：
[0028] (無防護試驗動物MAIS評分總和一穿著某型防暴服試驗動物MAIS評分總和）/無 防護試驗動物MAIS評分總和X100%。
[0029] 本發(fā)明基于無防護生物目標(biāo)和穿防暴服生物目標(biāo)在沖擊載荷作用下?lián)p傷評分的 差異，計算防暴服對生物損傷的減輕程度。本發(fā)明實現(xiàn)了防暴服防護效能的定量評價，適用 于對不同品牌防暴服的防護效能進行比較。
【附圖說明】
[0030] 圖1基于生物效應(yīng)進行防暴服防護性能評價流程示意圖
[0031] 圖2為生物損傷模型示意圖，
[0032] 左：無防護試驗動物，右：穿防暴服試驗動物。
【具體實施方式】
[0033] 下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明如下：
[0034] 實施例
[0035] 本實施例以防暴服A、防暴服B、防暴服C三種不同品牌警用防暴服的防護性能評 價為例，說明基于生物效應(yīng)進行防暴服防護效能評價的方法。其具體步驟如圖1所示：
[0036] 1.建立生物損傷模型
[0037] (1)依據(jù)胸腔解剖結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸與成年人體相似原則，選擇成年雄性長白豬進 行生物效應(yīng)檢測試驗。
[0038] (2)以符合GA420-2008《警用防暴服》要求的直徑Φ96πιπι、質(zhì)量7. 5kg的鋼制球 頭型重錘作為沖擊載荷。采用升降裝置將重錘懸垂于一定高度，通過重錘下落產(chǎn)生的能量 對試驗動物造成損傷。如圖2所示。
[0039] (3)試驗前動物用3%戊巴比妥鈉按lml/kg耳緣