从20世纪50年代开始，Wayne State University进行了头部耐受性研究，整理了Wayne State耐受性曲线。当头部平移加速度位于曲线上侧时，表示可能会发生颅骨线性骨折。

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将Wayne State耐受性曲线中的平均加速度a和持续时间Δt取对数，可以得到近似直线如下：

可以变形如下：

为评估复杂的加速度波形造成损伤的风险，Gadd将左边改成积分形式，并将其定义为头部冲击剧烈程度指数（Severity Index, SI）：

t表示时间（s），a(t)表示头部重心的三轴合成加速度（单位m/s2），T表示冲击持续时间（s）。

为使曲线适用于多种头部加速度波形，Versase利用任意时刻t1和t2间的平均加速度定义了头部损伤指标（Head Injury Criterion, HIC）：

在用于分析汽车碰撞时的伤害时，虽然选择头部与汽车接触时间作为t1和t2比较合适，但确定接触时长较困难，所以通常选取36ms作为时间t2-t1，之后再取HIC最大值的区域。

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