Numerická simulace v biomechanice – forenzní příklad Numerical simulation in biomechanics – a forensic example

Příspěvek prezentuje vybraný příklad forenzní aplikace biomechanických metod zahrnujících numerickou simulaci s použitím modelů lidského těla. Postup biomechanické rekonstrukce je demonstrov...

Full description

Bibliographic Details
Main Authors: Norbert Praxl, Jiří Adamec, Matthias Graw
Format: Article
Language:English
Published: Palacky University 2006-02-01
Series:Acta Universitatis Palackianae Olomucensis. Gymnica
Subjects:
Online Access:http://www.gymnica.upol.cz/index.php/gymnica/article/view/54
id doaj-26fdeef10b9b4f48bdcea9fba063a020
record_format Article
collection DOAJ
language English
format Article
sources DOAJ
author Norbert Praxl
Jiří Adamec
Matthias Graw
spellingShingle Norbert Praxl
Jiří Adamec
Matthias Graw
Numerická simulace v biomechanice – forenzní příklad Numerical simulation in biomechanics – a forensic example
Acta Universitatis Palackianae Olomucensis. Gymnica
Forensic biomechanics
numerical simulation
human body model
fall
author_facet Norbert Praxl
Jiří Adamec
Matthias Graw
author_sort Norbert Praxl
title Numerická simulace v biomechanice – forenzní příklad Numerical simulation in biomechanics – a forensic example
title_short Numerická simulace v biomechanice – forenzní příklad Numerical simulation in biomechanics – a forensic example
title_full Numerická simulace v biomechanice – forenzní příklad Numerical simulation in biomechanics – a forensic example
title_fullStr Numerická simulace v biomechanice – forenzní příklad Numerical simulation in biomechanics – a forensic example
title_full_unstemmed Numerická simulace v biomechanice – forenzní příklad Numerical simulation in biomechanics – a forensic example
title_sort numerická simulace v biomechanice – forenzní příklad numerical simulation in biomechanics – a forensic example
publisher Palacky University
series Acta Universitatis Palackianae Olomucensis. Gymnica
issn 1212-1185
1213-8312
publishDate 2006-02-01
description Příspěvek prezentuje vybraný příklad forenzní aplikace biomechanických metod zahrnujících numerickou simulaci s použitím modelů lidského těla. Postup biomechanické rekonstrukce je demonstrován na konkrétním případu smrtelného pádu z výšky. Základem biomechanické rekonstrukce jsou stopy na místě nálezu těla spolu se zraněními zjištěnými při provedné soudní pitvě. Konečným cílem biomechanické analýzy je jednoznačné a bezesporné přiřazení veškerých zjištěných stop a objasnění celé události z mechanického hlediska. Některá zranění zjištěná v tomto konkrétním případě byla pro pád z výšky typická, část nálezu ale nebylo možno prima vista zařadit. Policejní vyšetřování na místě nálezu také přineslo některá fakta, která nebylo možno uspokojivě vysvětlit. Numerická simulace s použitím modelů lidského těla přinesla údaje umožňující vysvětlení mnoha do té doby nejasných aspektů případu. Tato metoda poskytuje objektivní a kvantitativní informace umožnující daleko přesnější analýzu studovaného jevu nebo události – kinematické i dynamické parametry lidského těla a jeho interakce s okolními strukturami. Dokonce je možné zjišťovat i síly působící uvnitř organismu a díky tomu přesněji predikovat trauma. Všechny důležité neznámé parametry (počáteční podmínky numerické simulace, jako pozice těla a jeho jednotlivých segmentů, jeho orientace v prostoru, počáteční rychlost atp.) lze parametrizovat a obsáhnout tak všechny možné konstelace. Další velmi důležitou předností této metody je propracovaná a efektivní vizualizace výsledků výpočtů, která usnadňujě pochopení studovaných událostí a jevů i bez důkladných biomechanických znalostí. Největší omezení použití modelů lidského těla představuje v současné době nemožnost simulovat aktivní pohyby; modely svých chováním odpovídají zcela pasivnímu lidskému tělu. The paper presents an example of a forensic application of biomechanical methods including numerical simulation with human body models. By means of a case study of an unwitnessed lethal fall the course of the biomechanical forensic reconstruction is demonstrated. The traces available at the place of finding and the injuries of the victim are the facts that the analysis is based on. The ultimate expected result of the biomechanical analysis is the assignment of all available traces and the explanation of the event. The injuries observed in the described case were partly typical fall injuries, but there were also some injuries that could not be prima vista assigned. The police investigation at the place of finding also brought to light some facts that could not be satisfactorily explained at first. By using numerical simulation, additional information was obtained that enabled us to explain many aspects of the case that could not have been analysed otherwise. Numerical simulation offers objective and quantitative data enabling a far more exact analysis of the studied event – the kinematical as well as dynamical parameters of the human body and its interaction with the surroundings structures can be studied and even the human body’s internal forces can be analysed enabling thus an accurate injury prediction. All the important unknown parameters (initial conditions of the simulated event, i. e. body position, body orientation, initial velocity etc.) can be easily varied so that all the possibilities can be taken into account. Another very important asset of this method is its powerful visualisation capability that enhances the understanding of the studied events even for persons without extensive biomechanical knowledge. The major limitation of numerical simulation at the moment is the lack of muscle activity; the models represent only a totally passive human body so far.
topic Forensic biomechanics
numerical simulation
human body model
fall
url http://www.gymnica.upol.cz/index.php/gymnica/article/view/54
work_keys_str_mv AT norbertpraxl numerickasimulacevbiomechaniceforenzniprikladnumericalsimulationinbiomechanicsaforensicexample
AT jiriadamec numerickasimulacevbiomechaniceforenzniprikladnumericalsimulationinbiomechanicsaforensicexample
AT matthiasgraw numerickasimulacevbiomechaniceforenzniprikladnumericalsimulationinbiomechanicsaforensicexample
_version_ 1716751730222301184
spelling doaj-26fdeef10b9b4f48bdcea9fba063a0202020-11-24T21:12:03ZengPalacky UniversityActa Universitatis Palackianae Olomucensis. Gymnica1212-11851213-83122006-02-013643338Numerická simulace v biomechanice – forenzní příklad Numerical simulation in biomechanics – a forensic exampleNorbert PraxlJiří AdamecMatthias GrawPříspěvek prezentuje vybraný příklad forenzní aplikace biomechanických metod zahrnujících numerickou simulaci s použitím modelů lidského těla. Postup biomechanické rekonstrukce je demonstrován na konkrétním případu smrtelného pádu z výšky. Základem biomechanické rekonstrukce jsou stopy na místě nálezu těla spolu se zraněními zjištěnými při provedné soudní pitvě. Konečným cílem biomechanické analýzy je jednoznačné a bezesporné přiřazení veškerých zjištěných stop a objasnění celé události z mechanického hlediska. Některá zranění zjištěná v tomto konkrétním případě byla pro pád z výšky typická, část nálezu ale nebylo možno prima vista zařadit. Policejní vyšetřování na místě nálezu také přineslo některá fakta, která nebylo možno uspokojivě vysvětlit. Numerická simulace s použitím modelů lidského těla přinesla údaje umožňující vysvětlení mnoha do té doby nejasných aspektů případu. Tato metoda poskytuje objektivní a kvantitativní informace umožnující daleko přesnější analýzu studovaného jevu nebo události – kinematické i dynamické parametry lidského těla a jeho interakce s okolními strukturami. Dokonce je možné zjišťovat i síly působící uvnitř organismu a díky tomu přesněji predikovat trauma. Všechny důležité neznámé parametry (počáteční podmínky numerické simulace, jako pozice těla a jeho jednotlivých segmentů, jeho orientace v prostoru, počáteční rychlost atp.) lze parametrizovat a obsáhnout tak všechny možné konstelace. Další velmi důležitou předností této metody je propracovaná a efektivní vizualizace výsledků výpočtů, která usnadňujě pochopení studovaných událostí a jevů i bez důkladných biomechanických znalostí. Největší omezení použití modelů lidského těla představuje v současné době nemožnost simulovat aktivní pohyby; modely svých chováním odpovídají zcela pasivnímu lidskému tělu. The paper presents an example of a forensic application of biomechanical methods including numerical simulation with human body models. By means of a case study of an unwitnessed lethal fall the course of the biomechanical forensic reconstruction is demonstrated. The traces available at the place of finding and the injuries of the victim are the facts that the analysis is based on. The ultimate expected result of the biomechanical analysis is the assignment of all available traces and the explanation of the event. The injuries observed in the described case were partly typical fall injuries, but there were also some injuries that could not be prima vista assigned. The police investigation at the place of finding also brought to light some facts that could not be satisfactorily explained at first. By using numerical simulation, additional information was obtained that enabled us to explain many aspects of the case that could not have been analysed otherwise. Numerical simulation offers objective and quantitative data enabling a far more exact analysis of the studied event – the kinematical as well as dynamical parameters of the human body and its interaction with the surroundings structures can be studied and even the human body’s internal forces can be analysed enabling thus an accurate injury prediction. All the important unknown parameters (initial conditions of the simulated event, i. e. body position, body orientation, initial velocity etc.) can be easily varied so that all the possibilities can be taken into account. Another very important asset of this method is its powerful visualisation capability that enhances the understanding of the studied events even for persons without extensive biomechanical knowledge. The major limitation of numerical simulation at the moment is the lack of muscle activity; the models represent only a totally passive human body so far. http://www.gymnica.upol.cz/index.php/gymnica/article/view/54Forensic biomechanicsnumerical simulationhuman body modelfall