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Analysis of kinematics of the victim fallen from height with computer aided engineering

计算机辅助工程分析高处坠落受害者的运动学

基本信息

批准号：
22K10609
负责人：
一杉正仁
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Shiga University of Medical Science
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

転倒・転落で生じた損傷と人体挙動との関係を明らかにするために、2010年から2022年に滋賀医科大学で行われた法医剖検例の中から、状況が明らかな転倒27例、転落50例を収集した。転落高さでは3m以上が19例と最も多く、転倒・転落場所ではアスファルト・コンクリートが41例と最も多かった。頸椎あるいは頸髄損傷を合併する例は18例であり、頸髄・頸椎損傷合併群と非合併群で背景を比較した。その結果、頸椎・頸髄損傷合併群では転落例が多く（78%vs 53%）、頭顔部からの接地割合が多かった（89% vs 61%）。次に、転落時の挙動と損傷機序を明らかにすべく、転落時の人体挙動を再現できるコンピューターシミュレーションモデルを構築した。解析にはマルチボディ解析ソフトウェアのMADYMO pedestrian model(ver2020.2)を用いた。高さ3.5mの場所で作業中に人同士が接触して、接触から0.1秒後に転落する状況を設定した。モデルの身長は159㎝、体重は72.9kg、作業場所の足場は鉄、靴底はゴムと設定し、足場と靴の摩擦係数は0.7とした。落下時は第8胸椎に11.12m/s2の加速度を0.1秒間作用させ、落下面はアスファルトとした。この基本モデルにおいて、落下時の姿勢を立位、中腰、しゃがむ状態に、落下方向を前方、側方、後方に、上肢の位置を中間位と前後に±45度、左右に30及び60度の状態に変化できるようにした。そして、頸椎・頸髄損傷を再現すべく、頸椎にかかる圧縮荷重を算出した。予備的検討として姿勢、落下方向及び上肢の位置を変えた36通りの状況において転落シミュレーションを行ったところ、中腰で前方から転落する2状況以外で、頸椎にかかる圧縮荷重が頸椎の破壊閾値である3.3KNを超えていた。本検討では、転落時の頸椎・頸髄損傷を再現できるコンピューターシミュレーションモデルが作成できた。

From 2010 to 2022, Shiga Medical University conducted forensic autopsy in 27 cases and 50 cases. There are 19 cases of falling heights of more than 3 meters, which is the most common, and there are 41 cases of falling places, which is the most common. 18 cases of cervical spine injury combined with cervical spine injury combined with cervical spine injury combined group and non-combined group were compared. The results showed that cervical spine and neck injuries were combined with more cases (78% vs 53%) and head injuries (89% vs 61%). The mechanism of motion and injury in the second and third periods is clearly established. The MADYMO pedestrian model (ver2020.2) is used in the analysis. Set the status of contact between people at 3.5m and contact after 0.1 seconds. The length of the shoe is 159 cm, the weight is 72.9 kg, the foot iron of the workplace is set, the friction coefficient of the foot is 0.7 cm. When falling, the acceleration of the 8th thoracic vertebra is 11.12 m/s2. The acceleration of the 8th thoracic vertebra is 0.1 s. In this basic mode, the posture when falling can be in the standing position, mid-waist, and upright state, the falling direction can be in the front, side, and rear, and the position of the upper limbs can be in the middle position and in the front and rear ± 45 degrees, left and right ± 30 degrees, and too 60 degrees. The cervical spine injury was calculated. The expected posture, falling direction and upper limb position are changed by 36 KN. In addition to 2 conditions, the compression load of cervical spine is changed by 3.3 KN. This paper discusses the reconstruction of cervical spine and cervical spine injury during fall.