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法医鑑定のための外傷性脳損傷解析有限要素モデルの開発

研究課題

研究課題/領域番号 14570394
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 法医学
研究機関横浜市立大学

研究代表者

藤原 敏  横浜市立大学, 大学院・医学研究科, 教授 (20173487)

研究分担者 青村 茂  東京都立大学, 大学院・工学研究科, 教授 (20281248)
西村 明儒  横浜市立大学, 医学部, 助教授 (60283561)
佐藤 秀則  横浜市立大学, 医学部, 助手 (60326030)
佐藤 雄一郎  横浜市立大学, 医学部, 助手 (70326031)
研究期間 (年度) 2002 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
3,000千円 (直接経費: 3,000千円)
2004年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
2003年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
2002年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
キーワード法医鑑定 / 外傷性脳損傷 / 脳挫傷 / びまん性軸索損傷 / 有限要素法解析 / ヒト頭部有限要素モデル / β-APP / 神経病理
研究概要

三次元ヒト頭部-頸部有限要素モデルは、皮膚、頭蓋、頭蓋内物質から成る三層構造である頭部に、頸部モデルを取り付けたものである。成人男性の頭部CT画像を用いて頭蓋モデルを、MRI画像を用いて皮膚モデルを作成した。頭蓋内の空間を脳脊髄液で満たした。これに重量750gの頸部有限要素モデルと重量60kgの胴体有限要素モデルを取り付けた。モデルの皮膚、頭蓋、脳脊髄液に、過去の文献から得られた材料定数を指定した。頭部モデルの重量は6.06kgである。実験解析にはLS-TC社製の汎用有限要素法コードLS-DYNAを用い、パーソナルコンピュータを使用した。作成したモデルの検証のために以下の解析実験を行った。条件として、打撲(静止せる頭部への打撃)と転落(運動中の頭部の静止せる物体への打撃)の場合を想定してモデル実験を行った。各実験において、打撃側と打撃の反対側の頭蓋内圧を計算し、以下のような実験結果が得られた。打撲の場合を想定した実験では、重量500gのビール瓶による前頭部打撃(衝突速度:7m/sec)の場合では、打撃側で105kPa、打撃の反対側で207kPaの負の頭蓋内圧が、重量600kgの鉄製の箱による後頭部打撃(衝突速度:1m/sec)の場合では、打撃側で15kPa、打撃の反対側で131kPaの負の頭蓋内圧が認められた。甲板(鉄)上へ10mの高さから転落して後頭部を打撃(衝突速度:5m/sec)した場合を想定した実験では、打撃側で30kPa、打撃の反対側で1,910kPaの負の頭蓋内圧が認められた。交通事故による頭部外傷死剖検4例(生存時間:2.5時間〜10日)の10%ホルマリン固定脳の大脳皮質、白質、脳梁および橋から組織を切り出し、β-APP免疫染色、およびnested RT-PCR法によるβ-APP mRNAの抽出を行った。免疫染色では生存時間が2.5時間の例でだけは染色されなかったが、β-APP mRNAは全例の脳から抽出し得た。β-APP mRNAの発現は、白質に比して大脳皮質と脳梁で強く認められた。

報告書

(4件)
  • 2004 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2005 2004 2003 その他

すべて 雑誌論文 (5件) 文献書誌 (2件)

  • [雑誌論文] 剖検例にもとづく脳損傷のコンピュータ・シミュレーション2005

    • 著者名/発表者名
      藤田騎行, 青村茂, 藤原敏, 西村明需
    • 雑誌名

      日本機械学会関東支部第11期総会講演会講演論文集

      ページ: 20615-20615

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] β-APP(β-amyloid precursor protein)遺伝子発現解析によるDAI診断とその法医鑑定への応用2004

    • 著者名/発表者名
      藤原敏, 柳澤綾子, 佐藤秀則, 津藤有子, 小出浩平, 西村明儒
    • 雑誌名

      法医学の実際と研究 47

      ページ: 85-90

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] DAI Diagnosis Using β-APP mRNA Expression Analysis and its Application to Forensic Medicine2004

    • 著者名/発表者名
      Fujiwara, S., Yanagisawa, A., Sato, H., Tsuto, Y., Koide, K., Nishimura, A.
    • 雑誌名

      Res. Pract. Forens. Med. 47

      ページ: 85-90

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Study on the Influence of Different Interface Conditions on the Response of Finite Element Head Models under Occipital Impact Loading2003

    • 著者名/発表者名
      Aomura, S., Fujiwara, S., Ikoma, T.
    • 雑誌名

      JSME International Journal 46・2

      ページ: 583-593

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Study on the Influence of Different Interface Conditions on the Response of Finite Element Head Models under Occipital Impact Loading2003

    • 著者名/発表者名
      Aomura, S., Fujiwara, S., Ikoma, T.
    • 雑誌名

      SME International Journal 46

      ページ: 583-593

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Aomura, S.: "Study on the Influence of Different Interface Conditions on the Response of Finite Element Human Head Models under Occipital Impact Loading"JSME International Journal. 46・2. 583-593 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Aomura, S., Fujiwara, S., Ikoma, T.: "The Study on the Influence of Different Interface Conditions on the Response of Finite Element Human Head Models under Occipital Impact Loading"JSME International Journal. 46・2(in press). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2016-04-21  

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