有限要素法による頭部外傷の解析とその法医鑑定への応用

1992 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 03557031
• Research Institution: Kobe University
• Principal Investigator: 藤原 敏 神戸大学, 医学部, 助教授 (20173487)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 足立 順子 神戸大学, 医学部, 助手 (40030887) ; 塚本 康夫 神戸大学, 医療技術短期大学部, 助教授 (30031149) ; 柳田 泰義 神戸大学, 医療技術短期大学部, 助教授 (50031373) ; 龍野 嘉紹 神戸大学, 医学部, 教授 (80030831)
• Keywords: 外傷および損傷 / 頭部外傷 / 脳挫傷 / 頭蓋骨折 / 有限要素法 / パーソナルコンピュータ / 打撲,転落および転倒 / 頭部打撃部位

Research Abstract

1脳および頭蓋の有限要素モデル
衝撃問題を扱う今回のモデル構築に当たっては,時間の効果が入るために,各要素の節点力と変位を関係づける要素剛性行列の他に,各要素の質量行列を考慮に入れる必要があり,時間ステップごとに順次変形量を求めて行くことになった.また,水と同様脳実質はほとんど非圧縮性材料であり,このままのモデルでは計算精度が著しく悪くなるため,節点変位の他にHermannの応力パラメータも未知数とする変分原理を導入して,モデルの再構築を行った.
2実験例における頭部外傷の検討
1)成傷物体打撲では鉄,木材がいずれも33.3%で多く,転落ではコンクリートが57.8%で最多で,次いで鉄であった。転倒では大多数がコンクリートあるいはアスファルトであった.
2)頭部打撃部位打撲では側頭部が44.4%で最多で,次いで後頭部,頭頂部,前頭部であった.転落では後頭部が35.6%で最多で,次いで側頭部,前頭部,頭頂部であった.転倒では後頭部が76.6%で圧倒的に多く,他は側頭部,頭頂部であった.
3)脳挫傷側頭部打撃例では打撲の88.9%の例でcoup contusionが強くみられ,転落の80.0%の例でcontrecoup contusionが強くみられ,転倒のほぼ全例でcontrecoup contusionのみを認めた.前頭部打撃例では打撲の全例でcoup contusionのみを認めた.転落では72.7%にcoupcontusionのみを認め,27.3%に後頭葉にcontrecoup contusionを認めた.後頭部打撃例では打撲の全例でcoup contusionが強くみられ,転落の93.3%でcontrecoup contusionが強くみられ,転倒のほぼ全例でcontrecoup contusionのみを認めた.