221
実験力学 Vol. 19, No. 3 pp.221―226（2019 年 9 月）

動的外力による骨折を評価するための新たなダミー皮膚の提案
福 岡 達 也＊，伊 藤 安 海＊＊，新 村 魁 斗＊，松 原 知 貴＊，
鍵 山 善 之＊＊，山 田 隆 一＊＊＊，根 本 哲 也＊＊＊＊Proposal of New Dummy Skin for Evaluating Fracture
by Dynamic Force
Tatsuya FUKUOKA, Yasumi ITO, Kaito SHINMURA, Tomotaka MATSUBARA,
Yoshiyuki KAGIYAMA, Ryuichi YAMADA and Tetsuya NEMOTO
In fracture evaluation in regions other than head in forensic engineering, dummy skin that reproduces load ofpropagating human soft tissue has been used. However, conventional dummy skins often have narrow velocity rangethat can be applied in incident or accident, and are not used very often. Therefore, there is the need for dummy skinthat can be used in wider velocity range. In this paper, we focused on super soft urethane resin (SSUR) which can be
expected to be used as dummy skin in wider velocity range. Furthermore, regarding the load when external force wastransmitted to bone, the effectiveness of SSUR was examined by comparing with soft tissue and conventional dummyskin. As a result, it was confirmed that SSUR can be used in wider velocity range than conventional dummy skin. In
addition, since propagation load for impact velocity in SSUR was similar to that in soft tissue, it became clear that this
could be used as dummy skin in various velocities. Furthermore, since the effect of thickness on propagating load in
SSUR was similar to that in soft tissue, it became clear that it could be used as dummy skin for fracture evaluation in
individuals and regions.
Keywords: Bone fracture risk evaluation, Soft tissue, Dummy skin, Buffer property, Impact velocity, Dynamic force,
Propagation load, Forensic medical engineering
析しているのが法工学鑑定における人体損傷評価である．

１．緒 論

人体損傷評価では軟部組織を介して骨に伝播する荷重の最外力により人体が損傷を受けた事件や事故では，過失や殺意の立証のために法医学鑑定が行われる 1) ．法医学鑑定
では死因や受傷原因を経験的な評価や理論で推定することが多かった 2), 3) ．2009 年の裁判員裁判施行以降，裁判員に対して死因や受傷原因をよりわかりやすく説明するために客観的な評価が求められるようになってきたことから，近年これらの鑑定に合わせて実験による定量的評価も行われるようになってきた 1) ．このような背景から，法医学鑑定の医学的根拠と法工学鑑定の定量的証拠に基づいた法医工学鑑定が重要な手法となっている．
ハンマーや床などの鈍器によって人体が損傷を受ける場合がある 4) ．鈍器による損傷には挫裂創や表皮剥離脱などがあり，顕著なものの一つに骨折がある 5) ．骨折は軟部組織を介して骨に伝播する荷重によって発生することが一般的である．このような荷重から死因や受傷原因を実験的に分原稿受付 2019 年 3 月 28 日
学生会員 山梨大学大学院（〒400-8511 山梨県甲府市武田 4-3-11）＊＊
正会員 山梨大学大学院（〒400-8511 山梨県甲府市武田4-3-11）＊＊＊
山梨大学大学院（〒400-8511 山梨県甲府市武田 4-3-11）＊＊＊＊
正会員 国立長寿医療研究センター（〒474-8511 愛知県
大府市森岡町 7-430）

することで骨折を評価している 6) ．頭部における骨折を評価する場合には，頭皮の代替材として一般的に発泡スチロールが用いられる 7) ．これに対して頭部以外での骨折の評
価では，皮下脂肪や筋肉としてブタ軟部組織が用いられることが多い 8) ．発泡スチロールは頭皮を伝播する荷重の再現性が高いことから，頭部においては評価手法が確立されている．一方で，ブタ軟部組織を用いた場合には，伝播する荷重の再現性が得にくい問題点がある．この要因として，
ブタ軟部組織は表皮や脂肪などが不均一に構成されている殺人や傷害事件では，徒手のほか，刃物などの鋭器や，＊大値をロードセルで計測し，骨折が発生する荷重値と比較

こと 9) ，個体差や鮮度の影響 10), 11) によってその緩衝性能のばらつきが大きくなることが挙げられる．これに対して，
発泡スチロールは単一材料であり経時変化を受けにくいということから伝播する荷重の再現性が高いことが挙げられる．そこで，我々はヒト軟部組織を伝播する荷重を再現したダミー皮膚として発泡天然ゴムを用い，鈍器の質量ごとに適用可能な印荷速度を明らかにした 12)．しかし，事件や事故では適用範囲が狭いことが多く，あまり用いられていない．このことから，低速から高速までの幅広い速度域で使用可能なダミー皮膚が求められている．
このようなことから，本稿ではより広い速度域でダミー皮膚として使用が期待できる超軟質ウレタン樹脂に着目し，- 57 -

222
福岡，伊藤，新村，松原，鍵山，山田，根本：動的外力による骨折を評価するための新たなダミー皮膚の提案

外力が骨に伝播する際の荷重についてブタ軟部組織および対して衝撃速度 vimp は 3.1，4.4，5.4，6.2m/s であった．な

従来のダミー皮膚と比較し，その有効性を検討した．さらお，実験は温度 20 ~ 23℃，湿度 35 ~ 50%に保たれた環境でに，これまでに人体が外力を受ける際，伝播する荷重は軟行った．

部組織の影響を大きく受けること

8), 12)，人体の軟部組織の

２．２

供試材

厚さは個人や部位によって異なること 13) が明らかとなっ供試材として超軟質ウレタン樹脂を用いた．さらに，参ている．これらのことから，個人や部位ごとの骨折評価を照材料としてブタ軟部組織，従来のダミー皮膚として発泡行う際にはダミー皮膚の厚さの違いが，外力が骨に伝播す

スチロールおよび発泡天然ゴムを用いた．超軟質ウレタンる際の荷重に及ぼす影響を考慮する必要がある．そこで，樹脂には顔や腕程度と同等の硬度（ASKER C）を持つ人肌

ダミー皮膚の厚さの違いが骨に伝播する荷重に及ぼす影響

ゲル（株式会社エクシール）18) を用いた．ブタ軟部組織は，について調査した結果を報告する．

動的力学特性がヒトと類似している大腿部の筋肉 8) を用いた．発泡スチロールは，従来，頭皮代替材として用いら

２．材料および方法
２．１

れている 15 倍発泡の発泡スチロール（積水化学工業株式会

実験方法社）7) を用いた．発泡天然ゴムは，従来，ダミー皮膚とし外力がブタ軟部組織やダミー皮膚を伝播する際の荷重の測定にはロードセルを用いた．その概略図を Fig. 1 に示て用いられているセルスポンジ（株式会社八幡ねじ）12) を用いた．

す．本実験では鈍器を重錘に置き換え，ダミー皮膚を介し供試材の厚さ T は，超軟質ウレタン樹脂，ブタ筋肉，発て伝播する荷重（伝播荷重）をロードセルで測定する．重

泡天然ゴムでは 5，10，20mm とし，発泡スチロールでは

錘は接触面が平面，直径が 50mm の円柱とし，質量 0.23kg

法工学鑑定に用いられている 17mm とした．発泡スチローのアルミニウム合金製のものを使用した．伝播荷重の測定

ルを頭皮代替材として用いる場合，益澤ら 7) の研究によりには，動的荷重測定時の共振現象 14) や応力波 15) などの諸厚さ 17mm においてのみヒト頭皮の緩衝性能を近似してい問題に対して，浮上質量法 16) による動的校正 17) が行われることが明らかになっていることから厚さ 17mm とした．

ているロードセル（CLM-10KNS，株式会社東京測器研究所）

また，供試材の断面積は重錘の断面積（2000mm2 ，直径を用いた．このロードセルの定格容量は 20kN であり，伝50mm）よりも小さい 20×20mm とした．ブタ筋肉は同一

播荷重の測定はサンプリング周波数 10kHz で行った．

個体から採取し，供試材の寸法にした後，恒温槽（PIC-100，

外力の印荷には落下試験機を用いた．衝撃速度の調節を

アズワン株式会社）で 37℃に調製した．なお，ブタ筋肉に

落下高さの変動によって可能にする落下試験機（DT-202，

関しては，実験の際，Fig. 2 に示すように筋繊維方向を重神栄テストマシナリー株式会社）を用いて落錘試験を実施

錘が衝突する方向と垂直になるようにした．

した．実験に際しては，設定した姿勢のまま重錘を供試材に衝突させるために，空圧ペンシリンダで固定した重錘を支持台と共にガイドレールに沿って落下させ，ロードセル
載荷部直上 0.38m で支持台から重錘を切り離した．この時刻からハイスピードカメラ（MEMRECAM fx-6000，株式会
社ナックイメージテクノロジ）を用いて真横から供試材を
フレーム速度 6000fps で撮影し，撮影した連続画像から重錘が供試材に接触したフレームを確認することで，重錘と供試材の接触時刻を判定した．供試材の上面から重錘の底面までの距離である落下高さ h は 0.5，1.0，1.5，2.0m とした．また，重錘がダミー皮膚と接触する時の初速である衝３．結果および考察
３．１

ブタ軟部組織の伝播荷重の時間変化

ブタ筋肉の厚さ T = 5mm に重錘質量 m = 0.23kg を落下高
さ h = 0.5，1.0，1.5，2.0m で落下させた際の衝撃速度ごとの伝播荷重の時間変化を Fig. 3 に示す．Fig. 3 は重錘とブタ筋肉の接触時を時間 t = 0 として，t = 0 からロードセルで計測された伝播荷重の変化を示す．すべての衝撃速度において，重錘がブタ筋肉と接触してからロードセルが荷重を計測するまでに 0.0006 ~ 0.0015s 程度の時間的な差が生じ，その後時間の経過とともに荷重が大きくなった．衝撃速度

撃速度はあらかじめ予備実験により落下高さと衝撃速度の関係を検定し，検定線に即して算出すると，落下高さ h にFig. 1 Schematic diagram of the experimental system formeasuring the propagation load that reproduces theincident situation- 58 -

Fig. 2 Muscle fiber direction in drop weight test

223
実験力学 Vol. 19, No. 3（2019 年 9 月）

vimp = 3.1，4.4m/s の場合，荷重は緩やかに増加した後，ピの厚さ T = 17mm に対して重錘質量 m = 0.23kg を落下高さ h

ークを一度迎えてから緩やかに減少した．一方で，vimp = 5.4， = 0.5，1.0，1.5，2.0m から落下させた際の衝撃速度ごとの6.2m/s の場合，同様に緩やかに増加するものの，その後ロ

伝播荷重の時間変化を示す．すべての衝撃速度において重ードセル内部の起歪体表面波の影響と考えられる出力値の錘がダミー皮膚に接触した直後に荷重は急激に増加し，そ増減がみられた．このような落下試験において，一般的にの後応力波によるものとみられる現象が認められた．Fig. 6

衝撃負荷が加えられた場合には応力波が物体内部を伝播し， は発泡天然ゴムの厚さ T = 5mm に対して重錘質量 m =反射，屈折および干渉を繰り返し，出力値が重畳する 15) 19)

0.23kg を落下高さ h = 0.5，1.0m から落下させた際の衝撃速ことから，vimp = 5.4，6.2m/s の場合，応力波による影響が度ごとの伝播荷重の時間変化を示す． vimp = 3.1，4.4m/s で発現したと考えられる．一方，vimp = 3.1，4.4m/s では，ブは，重錘がダミー皮膚と接触してからロードセルが荷重をタ軟部組織が介在することによって応力波が発生しない程計測するまでに時間的な差が生じ，その後荷重は急激に増度まで印荷速度が減少した後にロードセルに伝播したもの

加してピークを迎えた後，急激な出力値の増加や減少がみと推察される．次に，ハイスピードカメラで撮影した連続

られた．このように発泡天然ゴムにおいても発泡スチロー

画像から算出した重錘の速度の時間変化を Fig. 4 に示す．

ルと同様に応力波によるものとみられる現象が認められた．

重錘と供試材の接触後ロードセルが荷重を計測するまでの３．３

緩衝材料の弾性限界と荷重の伝播

時間での重錘の速度をみると，ほぼ一定の速度であること

緩衝材料は圧縮されることによって緻密化し，弾性限界が確認された．一般的にロードセルは介在した供試材の変に達した場合に応力が急激に増加する 20) ことから，ロード

形をもとに荷重を計測することから，減速することが予想

セルへの荷重の伝播は弾性限界によるものと考えることがされるが，本実験では大きな減速は確認されなかった．

できる．そこで，弾性限界までの変形量，変形率を確認し３．２

従来のダミー皮膚の伝播荷重の時間変化

た．Fig. 4 では，重錘と供試材の接触後ロードセルが荷重

従来から法工学鑑定における骨折評価で使用されていを計測するまでの時間における重錘の速度は衝撃速度からるダミー皮膚である発泡スチロールおよび発泡天然ゴムのほとんど減速せずに一定であることが確認された．他の材

落錘試験の結果を Fig. 5, 6 に示す．Fig. 5 は発泡スチロール料においても同様の傾向を示した．このことから，重錘が1.4

Velocity: 6.2m/s
Velocity: 5.4m/s
Velocity: 4.4m/s
Velocity: 3.1m/s

3.0
2.0
1.0
0.0
0

0.001

0.002

0.003

0.004

0.005

0.006

-1.0

0.6
0.4
0.2
0.0
0

0.001

0.002

-0.4

0.003

0.004

0.005

0.006

Time, t / s

Fig. 5 Time history of propagation load for each impact velocity
in foamed styrol (T = 17mm)in porcine muscle (T = 5mm)20

7Time when load cellstarted measuring load

6

Velocity: 4.4m/s

Propagation load, F / kN

Velocity of weight, v / m/s

0.8Time, t / s

Fig. 3 Time history of propagation load for each impact velocity

5
Velocity: 6.2m/s
Velocity: 5.4m/s
Velocity: 4.4m/s
Velocity: 3.1m/s

4
3
2
1
0
-2

1.0

-0.2

-2.0

-1

Velocity: 6.2m/s
Velocity: 5.4m/s
Velocity: 4.4m/s
Velocity: 3.1m/s

1.2

Propagation load, F / kN

Propagation load, F / kN

4.0

0

0.001

0.002

0.003

0.004

0.005

0.006

Velocity: 3.1m/s
10
5
0
0

0.001

0.002

0.003

0.004

0.005

0.006

-5
-10
-15

Time, t / s

Fig. 4 Time history of velocity of weight for each impact

15Time, t / s

Fig. 6 Time history of propagation load for each impact velocity
in foamed natural rubber (T = 5mm)

velocity in porcine muscle (T = 5mm)

- 59 -

224
福岡，伊藤，新村，松原，鍵山，山田，根本：動的外力による骨折を評価するための新たなダミー皮膚の提案

緩衝材料に接触してから荷重が発生するまでの経過時間とよりも広い速度域で伝播荷重を測定可能であることが確認

衝撃速度から弾性限界までの変形率を算出した．Fig. 3, 5, 6

された．

における衝撃速度とロードセルが計測するまでの時間から次に，弾性限界に至るまでの時間と考えられる重錘がダ変形量を求めた結果を Table 1 に示す．発泡天然ゴムの変形

ミー皮膚に接触してからロードセルが荷重を計測するまで

率は衝撃速度によらず一定であることから，弾性限界が伝の時間を確認し，その時間と衝撃速度の関係について調べ

播荷重発生の一因となっているものと示唆されるが，ブタた．ブタ筋肉の厚さ T = 5mm および超軟質ウレタン樹脂 T =筋肉と発泡スチロールの衝撃速度に対する変形率は一定に5mm に対して重錘質量 m = 0.23kg を落下高さ h = 0.5，1.0，

ならず，ブタ筋肉では衝撃速度に対する傾向は見られなか

1.5，2.0m から落下させた際の衝撃速度と重錘がダミー皮った一方で，発泡スチロールでは衝撃速度が大きくなると膚に接触してからロードセルが荷重を計測するまでの時間

変形率が低下した．なお，発泡スチロールにおいて，vimp =の関係を Fig. 8 に示す．どちらの材料においても，衝撃速

6.2m/s では弾性変形量が非常に小さく，本実験機器では弾度の増加に伴い，重錘がダミー皮膚に接触してからロード性限界に至るまでの変形量を検出できなかった．また，ブセルが荷重を計測するまでの時間が短くなる傾向がみられ

タ筋肉の場合，Fig. 3 にみられるように 2 つの異なる伝播

た．また，これらの材料においてロードセルが荷重を計測

荷重の時間変化がみられたが，Table 1 においても同様にするまでの時間に差異が確認された．これまでの我々の研vimp = 4.4m/s と 5.4m/s で大きく変形率が異なった．

究 18) からヒト皮膚（表皮，脂肪などの軟部組織複合体）と３．４

超軟質ウレタン樹脂の動的粘弾性特性を比較した結果，材

超軟質ウレタン樹脂のダミー皮膚性能評価

３．４．１

伝播荷重の時間変化

料間に粘性の差異があることが確認された．さらに，張力外力に対する変形応答性に関して軟部組織を模して作を負荷した疑似表皮（パーミロール，日東メディカル株式成された超軟質ウレタン樹脂の衝撃速度と伝播荷重の関係会社）で超軟質ウレタン樹脂を覆うことで，変形に対するを Fig. 7 に示す．Fig. 7 は超軟質ウレタン樹脂の厚さ T =抵抗を増加させた．上述の方法により超軟質ウレタン樹脂

5mm に対して重錘質量 m = 0.23kg を落下高さ h = 0.5，1.0，
6.0

1.5，2.0m から落下させた際の衝撃速度ごとの伝播荷重のVelocity: 6.2m/s

Propagation load, F / kN

時間変化を示している．すべての衝撃速度において，重錘がダミー皮膚と接触してからロードセルが荷重を計測する
までに時間的な差が生じず，その後時間の経過とともに荷重が大きくなった．vimp = 3.1，4.4m/s の場合，荷重は緩やかに増加した後，ピークを一度迎えてから緩やかに減少した．一方で，vimp = 5.4，6.2m/s の場合，同様に荷重が緩やかに増加するものの，ピークを迎えた後，急激な荷重値の5.0

Velocity: 5.4m/s

4.0

Velocity: 4.4m/s

3.0

Velocity: 3.1m/s

2.0
1.0
0.0

増減がみられた．このことから，vimp = 5.4，6.2m/s では接

0

0.001

0.002

-1.0

触はじめは伝播荷重をとらえているものの，その後は応力

0.003

0.004

0.005

0.006

Time, t / s

波による影響がみられ，第 1 ピークはダミー皮膚が変形の過程で生じたものと考えられるため，応力波の影響を受け

Fig. 7 Time history of propagation load for each impact velocity
in super soft urethane resin (T = 5mm)

上の結果より，超軟質ウレタン樹脂の厚さ T = 5mm は vimp =0.0020Time until load cell measures load, t' / s

ない伝播荷重の最大値（以下，最大伝播荷重）とした．以
6.2m/s まで伝播荷重が測定可能であり，従来のダミー皮膚Table 1 Relationship between impact velocity and deformation
rate in each materialType

MuscleT = 5mm
Foamedstyrol
T = 17mm
Foamednaturalrubber
T = 5mm

Impactvelocity
vimp [m/s]
3.1
4.4
5.4
6.2
3.1
4.4
5.4
6.2

Deformation amount[mm]
Average
S. D.
4.3
0.31
3.7
0.67
4.7
0.31
4.5
0.72
0.51
0.65
0.29
0.21
0.18
0.25

Deformation
ratio [%]
87
73
94
91
3.0
1.7
1.1

Muscle, Thickness: 5mm
Super soft urethane resin, Thickness: 5mm

0.00150.00100.00050.0000
0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

7.0

Impact velocity, vimp / m/s

Fig. 8 Relationship between the impact velocity and the time

3.1

4.5

0.18

27

taken by the load cell to measure the load after contact

4.4

4.5

0.25

27

with the dummy skin in porcine muscle and super softurethane resin- 60 -

225
実験力学 Vol. 19, No. 3（2019 年 9 月）とヒト皮膚の粘性の差異を埋め，超軟質ウレタン樹脂の動関係を Fig. 10 (a) に示す．Fig. 10 (a) では 3 回の測定の中的粘弾性特性をヒト皮膚に酷似させることに成功している． 央値を示す． Fig. 10 (a) からわかるように厚さ T =5mm は
このようなことから，材料間の時間的な差は粘性の差異でvimp = 4.4m/s まで，厚さ T = 10mm は vimp = 5.4m/s まで，厚生じていると言える．また，上述の方法によって材料間のさ T = 20mm は vimp = 6.2m/s まで衝撃速度と最大伝播荷重が時間的な差異を埋めることが可能であると推測される．

線形関係であった．さらに，この直線の傾きは厚さが大き３．４．２

いほうが小さくなる傾向が見られた．また，厚さ T = 5mm，厚さごとの衝撃速度と伝播荷重の関係

ダミー皮膚の厚さが大きくなることで，その緩衝効果が10mm の結果を見ると同等の最大伝播荷重が計測された．

増加し，伝播荷重が減少することが予想される．そこで，ブ

これは最大伝播荷重が 1kN 未満と小さい領域で，衝撃速度

タ筋肉の厚さごとの衝撃速度と最大伝播荷重の関係を確認の違いによる影響よりも供試材間の差（部位差）が発現しした．ブタ筋肉の厚さ T = 5，10，20mm に対して重錘質量て伝播荷重のばらつきの影響が大きくなったことが要因

m =0.23kg を落下高さ h = 1.0m から落下させた際の厚さごだと推測される．
同様に超軟質ウレタン樹脂の厚さ T = 5，10，20mm に対との伝播荷重の時間変化を Fig. 9 (a) に示す．すべての厚さにおいて，重錘がブタ筋肉に接触してからロードセルが荷して重錘質量 m =0.23kg を落下高さ h = 1.0m から落下させ重を計測するまでに約 0.001s の時間的な差が生じ，その後た際の厚さごとの伝播荷重の時間変化を Fig. 9 (b) に示す．

時間の経過とともに荷重が大きくなった．厚さ T = 5，10mm

重錘がダミー皮膚と接触してからロードセルが荷重を計では最大伝播荷重がほぼ同一の値を示し，厚さ T = 20mm

測するまでに厚さ T = 5，10mm では約 0.001s，厚さ T = 20mmの最大伝播荷重は厚さ T = 5，10mm に対して約 41%低い値

では約 0.003s の時間的な差が生じ，その後時間の経過とととなった．次に，ブタ筋肉の厚さ T = 5，10，20mm に対しもに荷重が大きくなった．最大伝播荷重は厚さが大きくなて重錘質量 m = 0.23kg を落下高さ h = 0.5，1.0，1.5，2.0m

るほど小さくなり，T = 10mm の最大伝播荷重は T = 5mm

から落下させた際の厚さごとの衝撃速度と最大伝播荷重のに比べ約 40%，T = 20mm の最大伝播荷重は T = 5mm に比

2.5

2.5

Thickness: 5mm

Propagation load, F /kN

2.0

Propagation load, F / kN

Thickness: 5mm
Thickness: 10mm

1.5

Thickness: 20mm

1.0
0.5
0.0
0

0.002

0.004

0.006

2.0

Thickness: 10mm
Thickness: 20mm

1.5
1.0
0.5
0.0
0

0.008

0.002

-0.5

-0.5

0.004

0.006

0.008

Time, t / sTime, t /s(b) Super soft urethane resin(a) Muscle
6.0

Maximum propagation load, Fmax / kN

Maximum propagation load, Fmax / kN

Fig. 9 Time history of propagation load for each thickness in porcine muscle and super soft urethane resin (vimp = 4.4m/s)
Thickness: 5mm
5.0

Thickness: 10mm

4.0

Thickness: 20mm

3.0
2.0
1.0
0.0
0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

7.0

6.0
Thickness: 5mm
5.0

Thickness: 10mm
Thickness: 20mm

4.0
3.0
2.0
1.0
0.0
0.0

Impact velocity, vimp / m/s

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

7.0

Impact velocity, vimp / m/s(b) Super soft urethane resin(a) Muscle
Fig. 10 Relationship between impact velocity and maximum propagation load for each thickness in porcine muscle and supersoft urethane resin- 61 -

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福岡，伊藤，新村，松原，鍵山，山田，根本：動的外力による骨折を評価するための新たなダミー皮膚の提案

べ約 68%減少した．次に，超軟質ウレタン樹脂の厚さ T = 5，

建宣准教授に材料力学的なご助言をいただきましたこと，

10，20mm に対して重錘質量 m = 0.23kg を落下高さ h = 0.5，

山梨県警察本部科学捜査研究所物理係の山本康夫氏に法工1.0，1.5，2.0m から落下させた際の厚さごとの衝撃速度と学的なご助言いただきましたこと，株式会社エクシールに最大伝播荷重の関係を Fig. 10 (b) に示す．Fig. 10 (b) ではは供試材である人肌ゲルをご提供いただいたことをここに

3 回の測定の中央値を示す．Fig. 10 (b) からわかるように，記して謝意を表する．

超軟質ウレタン樹脂のすべての厚さにおいて，vimp = 6.2m/s
まで衝撃速度と最大伝播荷重は線形関係であった．さらに，
この直線の傾きは厚さが大きくなるほど，小さくなる傾向が見られ，この傾向はブタ筋肉と同様であった．このように超軟質ウレタン樹脂はブタ軟部組織における厚さの違いが最大伝播荷重に及ぼす影響を再現していたが，その最大伝播荷重は同一の厚さのブタ軟部組織と同一の数値は得られなかった．これらのことから，超軟質ウレタン樹脂はその厚さを調整することによってブタ軟部組織と同一の最大伝播荷重が得られるようになると言える．
以上の結果より，超軟質ウレタン樹脂の最大伝播荷重は同一の厚さのブタ軟部組織と同一の数値は得られなかった
ものの，ブタ軟部組織における厚さの違いが最大伝播荷重に及ぼす影響を再現していた．このことから，個人や部位ごとの骨折評価に用いることが可能であると言える．

４． 結

論

本稿ではより広い速度域でダミー皮膚として使用が期待できる超軟質ウレタン樹脂に着目し，外力が骨に伝播する際の荷重についてブタ軟部組織および従来のダミー皮膚と比較し，その有効性を検討した．さらに，ダミー皮膚の厚さの違いが骨に伝播する際の荷重に及ぼす影響について調査した結果，以下の知見が得られた．
超軟質ウレタン樹脂は従来のダミー皮膚よりも広い速

1)度域で使用可能であることが確認された．
超軟質ウレタン樹脂とブタ軟部組織の骨に伝播する荷2)重に差異が確認された．しかし，張力を負荷させた疑似表皮で超軟質ウレタン樹脂を覆うことで，その差異を埋めることが可能であることが示唆された．
超軟質ウレタン樹脂はブタ軟部組織における厚さの違

3)

いが骨に伝播する荷重に及ぼす影響を再現していたことから，個人や部位ごとの骨折評価にダミー皮膚として使用可能であることが明らかとなった．
超軟質ウレタン樹脂を介して得られる骨に伝播する荷4)重は同一の厚さにおいてブタ軟部組織と同一ではない
ものの，その厚さを調整することにより同一の骨に伝播する荷重を再現可能になることが明らかとなった．

謝辞

本研究は JSPS 科学研究費基盤研究 (B) No.16H03134「ロボット装着部における創傷発生機序の解明および装着部安全性試験装置の開発」および一般社団法人日本食品機械工業会「力と指骨損傷に関する研究」の助成を受けて実施したものである．また，埼玉大学大学院理工学研究科の坂井参 考 文 献1) Ito, Y., Nemoto, T. and Ogura, T.: Kougaku kanntei ni okeru jinntai
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