Analysis of kinematics of the victim fallen from height with computer aided engineering
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22K10609
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 58040:Forensics medicine-related
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| Research Institution | Shiga University of Medical Science |
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Principal Investigator |
一杉 正仁 滋賀医科大学, 医学部, 教授 (90328352)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
槇 徹雄 東京都市大学, 理工学部, 教授 (20465363)
櫻井 俊彰 東京都市大学, 理工学部, 准教授 (80610047)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
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| Keywords | 転倒 / 転落 / コンピューターシミュレーションモデル / 頸椎損傷 / 頸髄損傷 / 死亡 / 剖検 / コンピュータシミュレーション |
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| Outline of Research at the Start |
本検討では、転落時に生じた損傷をもとに、傷害バイオメカニクスの知見を駆使して転落直前の姿勢と転落時の挙動を解明する。背景が明らかな転落死剖検例と転落損傷例を用い、マルチボディモデルを用いたコンピューターシミュレーションを行う。そして、転落前の姿勢に関する様々なパラメーターを選択したうえで、転落時の姿勢と損傷に合致する例を導き出し、転落直前の姿勢と転落挙動を科学的に明らかにする。本研究成果は、①犯罪や事故の判別に役立つ、②転落場所を推定するのに役立つ、③労災事故など、転落予防に有用な対策が講じられる、などの利点があり、社会的貢献度は高いと考える。
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| Outline of Annual Research Achievements |
転倒・転落による損傷に基づき、転落直前の姿勢や転落時の挙動を明らかにすることが目的である。特に、転倒・転落によって生じる頸椎・頸髄損傷は生前の診断が困難なことが多く、剖検ではじめて明らかになることが多い。そこで、シミュレーションモデルによる再現で重要な要因を明らかにすべく、剖検例をもとに、頸椎・頸髄損傷発生に影響を及ぼす因子を明らかにした。2010年から2023年3月に滋賀医科大学で行われた転倒・転落死剖検例81例をもとに、転落時の状況、死者の特徴などから、多変量解析によって頸椎・頸髄損傷発生に影響する因子を明らかにした。その結果、頸椎・頸髄損傷発生には体重が、重症損傷発生には転落高さが独立して影響する因子と分かった。次に、昨年度に作製した人体シミュレーションモデルを用いて、高さ 2 m からコンクリート面に落下する状況を再現した。まず、頭頂部から転落する状況では、接地後約3msで頸椎全体に圧縮力が作用し、７～8.5kNの荷重が認められた。その後、接地後約30msで全身の体重がかかることによって、さらに第1頸椎に10kN以上の荷重が確認された。昨年までの検討では、頸部の状態、すなわち頭部と体幹がなす角度によって頸部の圧縮荷重に大きな変化が生じることがわかった。そこで、頸部の側屈角度と屈曲角度を変化させてシミュレーションを行い、第1頸椎に作用する頸部圧縮荷重を算出した。その結果、側屈角度 0度では屈曲角度15度で最大荷重の約12kNが、側屈角度10度では屈曲角度10度、15度、25度付近で最大荷重の約9kNが確認された。損傷された頸椎が明らかになれば、シミュレーションによって、頭部と全身のなす角度が推定できることがわかった。さらに接地時に考えられる姿勢をもとに、転落時の姿勢を推定できると考えた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本研究の目的は転落時に生じた損傷をもとに、傷害バイオメカニクスの知見を駆使して転落直前の姿勢と転落時の挙動を解明することである。生じ得る損傷は様々であるが、特に生前に評価が困難で、かつ剖検によって明らかにできる頸椎・頸髄損傷に注目した。前年度に作製したコンピューターシミュレーションモデルによって、生じた損傷をもとに接地時における頭部と体幹の位置関係（頸部の屈曲角度、側屈角度）を明らかにできることが分かった。本来であれば、転落時の姿勢も明らかにするはずであったが、シミュレーションの実施において、条件設定等に苦慮したため、転落前の姿勢を明らかにするところまでは到達できなかった。しかし、さまざまな条件をもとに、品質工学の手法を用いて作業を行うことは理解しているので、来年度に作業を進められる目途は立っている。したがって、当初の目的よりやや遅れていると考える。
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| Strategy for Future Research Activity |
接地時の姿勢や生じた損傷をもとに、シミュレーションモデルを用いて転落直前の姿勢を推定する作業を行う。頸椎・頸髄損傷のみならず、胸部損傷をもとに、剖検によって得られた損傷から、転落挙動を推定する方法を標準化する。本年度の検討で、転落者の体重や転落高さも、損傷発生や重症度に影響を及ぼすことがわかった。したがって、シミュレーションモデルは対象者の身長や体重をもとに、適宜スケーリングできるようにする。また、様々な高さでシミュレーションする必要があるが、それぞれの高さにおいて、実例をもとにバリデーションすることが求められる。したがって、バリデーションできた高さにおいて実用化できるようにする。最終的には、剖検例をもとに転落時の状況を明らかにすべく、法医実務に応用できるツールを作製していきたい。
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Report
(2 results)
Research Products
(11 results)
