コンピュ-タ-シミュレ-ションによる頭部外傷の法医学的解析

• 研究課題/領域番号: 61570291
• 研究種目: 一般研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 法医学
• 研究機関: 神戸大学
• 研究代表者: 藤原 敏 神戸大学, 医学部, 講師 (20173487)
• 研究分担者: 上野 易弘 神戸大学, 医学部, 助手 (30184956) ; 柳田 泰義 (柳田 泰義雄) 神戸大学, 医療技術短期大学部, 助教授 (50031373) ; 溝井 泰彦 神戸大学, 医学部, 教授 (00030809)
• 研究期間 (年度): 1986 – 1987
• 研究課題ステータス: 完了 (1990年度)
• 配分額: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円); 1987年度: 300千円 (直接経費: 300千円); 1986年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
• キーワード: 脳挫傷 / コンピュ-タ-シミュレ-ション / 打撲 / 転倒 / 頭蓋内圧変動 / 衝撃加速度 / コンピューターシミュレーション

研究概要

1)ヒト頭部のシミュレ-ション。頭部への衝撃時に、頭蓋内の任意の点における加速度や圧力の情報を得るために本研究では頭部を数理モデルを用いてシミュレ-ション化した。数理モデルとして、頭蓋及び脳実質それぞれに異なる材料定数を組み込んだ弾性力学的モデルを用いた。また脳実質は組織液を多く含むため非圧縮性であり、頭蓋に囲まれた形状も単純な円形とは言い難い。このような複雑な系を解くための方法として、本研究では有限要素法を用いた。2)ヒト頭頚模型を用いた打撲及び転倒実験。(1)打撲及び軽倒実験。同じ衝撃力の場合の頭蓋内圧変動は、打撲及び転倒のいずれの場合も打撃側で陽圧、打撃の反対側で陰圧であり、最大値に著明な差は認められないが、持続時間はいずれも転倒の場合において長く、特に打撃の反対側において顕著であった。(2)ハンマ-の重量を変えた場合の打撲実験。同じ衝撃力の場合でも打撃物の重量が増す程、衝撃力及び衝撃加速度の持続時間は長くなり、また頭蓋内圧変動の最大値は打撃側及び打撃の反対側ともに大となるか、持続時間は短くなる傾向にあった。3)打撲、転落及び転倒死例にみられる頭部外傷の解析。(1)成傷物体。打撲例では鉄及び木材によるものが最多であり、転倒例ではコンクリ-ト又はアスファルトが大部分であった。(2)頭部の打撃部位。打撲例では側頭部が最多であり、転倒例では後頭部が大部分であった。(3)脳挫傷。打撲例ではcoup contusionを、転落及び転倒例ではcontrecoup contusionを生じやすかった。(4)頭蓋骨折。打撲例では陥没あるいは粉砕骨折が多く、転倒例では線状骨折が多かった。(5)脳挫傷と頭蓋骨折との関連。打撲例では頭蓋骨折が高度でかつ脳挫傷が軽度の例が最も多く、転倒例では頭蓋骨折が軽度でかつ脳挫傷が高度の例が最も多かった。(6)死困。打撲、転落及び転倒例のいずれにおいても脳挫傷が最多であった。