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

点击翻译按钮获取中文摘要

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。