法医学バイオメカニクスジャーナル

概要

骨折シミュレーションへの新しいアプローチ: 電磁破壊可能かつ再利用可能な人間の下肢モデル

ジェフリー・T・デスムーリン、ファリハ・アンナフィー・ラシッド、コリン・ロプチャン、ジェイソン・メイツ、クンジ・ウパディヤヤ、サミー・ヤン

背景:下肢骨折は、スポーツや自動車事故、転倒、その他の状況で生じる比較的一般的な傷害です。このような骨折が最もよく起こる部位は、脛骨の遠位 3 分の 1 です。骨折のメカニズムを研究するために、人体測定ダミーを使用した衝突試験から有限要素モデリングまで、さまざまな方法が使用されてきました。この研究では、実際の人間の脛骨骨折と同様の力を受けて、目的の破断位置で複雑骨折を試験するためのプロトタイプを提供するために、電磁気人間の下肢モデルを開発しました。プロトタイプのこのような骨折をシミュレートする能力を評価しました。
方法:プロトタイプは、50 パーセンタイルの人間の男性下肢の現実的な寸法、骨折位置、および骨折までの荷重の大きさを備えていました。下肢と試験アセンブリの両方が SolidWorks (Dassault Systems、SOLIDWORKS Corp、米国マサチューセッツ州) でモデル化されました。電磁気モデルは、下部セグメントと上部セグメントで構成され、その間に電磁石 (APW Company、米国ニュージャージー州ロックウェイ) が取り付けられていました。落下試験を使用して、モデルを動的に試験しました。
結果:モデルはさまざまな負荷の下でテストされ、破損につながるピーク力が特定されました。モデルは破損するたびに再利用できるため、繰り返しテストに適しています。
結論:この論文では、電磁破壊可能で再利用可能な人間の下肢モデルの特徴、実際の人間の下肢複雑骨折を引き起こすのと同様の力の下での破損の結果、およびモデルの将来の開発に関する推奨事項を示します。