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Projektdaten



Temperaturgestützte Todeszeitbestimmung - Fallspezifische Simulation der Leichenabkühlung mit CT-generierten Finite-Elemente-Modellen


Hochschule
Universitätsklinikum Jena
Fakultät/Einrichtung
Medizinische Fakultät
Förderkategorie
DFG
Zeitraum
2020 - 2023
Drittmittelgeber
Deutsche Forschungsgemeinschaft
Bewilligungssumme, Auftragssumme
306.864,00 €

Abstract:

Da die Todeszeit der mutmaßlichen Tatzeit entspricht, ist ihre Kenntnis von überragender Bedeutung für Ermittlungsverfahren nach Tötungsdelikten. In der frühen postmortalen Phase erfolgt die Todeszeitschätzung standardmäßig temperaturgestützt. Benötigt werden die fallspezifische Rektaltemperatur-Zeit-Funktion der abkühlenden Leiche und ein Rektaltemperaturmesswert nach Auffinden der Leiche. Für die Modellierung der Rektaltemperatur-Zeit-Funktion gibt es phänomenologische und physikalische Ansätze. Das aktuelle Standardmodell nach Marshall-Hoare/Henßge besteht – als phänomenologisches Modell - aus einer Doppelexponentialfunktion, deren Parameter an Leichenabkühlungskurven gefittet wurden. Die ansatzimmanenten Nachteile des Modells (u.a. fehlende Berücksichtigung der Konstitution, systematische Fehler vermutlich durch Bias im Leichenkollektiv, Kalibrierung nur an wenigen Nicht-Standardbedingungen) können durch physikalische Modelle prinzipiell vermieden werden.Zur numerischen Lösung der Wärmeleitungsgleichung für komplexe Geometrien und unter komplexen Anfangs- und Randbedingungen eignet sich besonders die Finite-Elemente(FE)-Methode. Der Zeitaufwand für die detailgetreue FE-Modellierung schränkt die praktische Anwendbarkeit in zeitkritischen Ermittlungsverfahren allerdings ein. Im Rahmen des beantragten Projektes sollen basierend auf einem bereits entwickelten Verfahren zur CT-gestützten Generierung von FE-Modellen unterschiedlich komplexe Modelle, vom detaillierten Modell mit Abbildung aller geometrischen (Körperform, Bekleidung, Bedeckung, Untergrund) Randbedingungen bis zu einem reduzierten Modell mit Abbildung der Randbedingungen durch Wärmeübergangskoeffizienten, entwickelt werden. Abkühlungsmessreihen an bzgl. Geometrie und Materialzusammensetzung exakt determinierbaren Phantomen dienen der Kalibrierung der Wärmeübergangskoeffizienten. Modellberechnungen und Experimente laufen parallel und greifen ineinander. Berechnungsergebnisse sollen das experimentelle Design optimieren. Die Simulationsmodelle werden an experimentellen Messkurven kalibriert und validiert. Nach eingehender experimenteller Untersuchung der einzelnen Randbedingungen wie Bekleidung, Bedeckung, Untergrund, Konvektion (frei, erzwungen, Fluide: Luft, Wasser), Strahlung (Strahlungsinteraktion des Körpers mit sich selbst, mit reflektierender Umgebung, Einstrahlung durch Sonne oder heiße Umgebungsobjekte) sollen alle Randbedingungen in globale Modelle – sowohl detaillierte als auch reduzierte - integriert werden. Die globalen Modelle werden dann an 18-20 Leichenabkühlungsversuchen in einer vorhandenen Klimasimulationskammer validiert. Unter der Maßgabe einer Minimierung der Modellkomplexität und einer Maximierung der Genauigkeit der Todeszeitschätzung erfolgt eine Evaluation geeigneter Menschmodelle. Phantome sollen auf ihre Anwendungstauglichkeit hinsichtlich eines ersten abschätzenden Einsatzes in realen Situationen (am Fundort) getestet werden.
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