2016 Fiscal Year Annual Research Report
Brain Injury Biomechanics Research integrating its Spationtemporal Factors using Injury Reconstruction Technique and Neurortansmission Functional Evaluation
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26350495
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
宮崎 祐介 東京工業大学, 工学院, 准教授 (70432135)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
稲次 基希 東京医科歯科大学, 医学部附属病院, 講師 (00422486)
佐藤 勝重 駒沢女子大学, 人間健康学部, 教授 (80291342)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 傷害バイオメカニクス / 実症例再現実験 / 脳震盪 / びまん性軸索損傷 / 急性硬膜下血腫 / 膜電位解析 / 防護反応 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では実験・計算頭部外傷バイオメカニクス技術により，頭部剛体運動から脳実質変形を経て，脳の機能損傷に至る過程を結ぶとともに，医療機関等で収集される実症例の再現実験とシミュレーションを実施することにより，時空間統合的に脳損傷メカニズムの解明を目指すことを目的としている．本年度は，実際の症例の再現実験及びシミュレーションを実施することにより，脳震盪や急性硬膜下血腫のような脳損傷のメカニズムと耐性値の検討を実施した．さらには，脳損傷に至る時空間的プロセスの中で重要な課題である防護反応が頭部外傷に及ぼす影響についても検討した．
具体的には，頭部実体モデルにより得られた頭蓋内脳挙動データを用いて頭部有限要素モデルの精度向上と検証を実施した．さらに，その頭部有限要素モデルを用いてアメリカンフットボールにおける脳震盪再現シミュレーションを実施し，従来の各種指標より性能の良い新たな脳震盪評価指標を提案することができた．一方で，膜電位解析において得られる脳機能的損傷閾値との不整合もありこれは今後の課題となる．歩行者事故の再現シミュレーションも実施し，多様な傷害パラメータからより影響の大きい要因を抽出する方法論の構築も実施した．また，より重症な柔道事故における急性硬膜下血腫に着目し，頭部実体モデルを装着したダミーを用いた再現実験も実施し，体格が傷害メカニズムに影響をおよぼすことを明らかにした．
さらに，乳幼児の重症頭部外傷として，抱っこ紐着用時の自転車転倒事故再現実験，乳幼児揺さぶられ症候群の再現実験を実施し，頭部外傷メカニズムを明らかにした．最後に，乳幼児の自然転倒データから防護反応を抽出し，防護反応が頭部衝突速度の減少におよぼす影響について定量的に解明し，それをシミュレーションモデルで再現することにより，防護反応が頭部傷害リスクを減少させる効果についても検討した．
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