多自由度ゴニオメターを用いた手指関節の機能診断システム

• Project/Area Number: 06780724
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Biomedical engineering/Biological material science
• Research Institution: Niigata University
• Principal Investigator: 寺島 和浩 新潟大学, 地域共同研究センター, 助教授 (50251848)
• Project Period (FY): 1994
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1994)
• Budget Amount: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 1994: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
• Keywords: バイオメカニクス / ゴニオメーター / 指運動 / 整形外科

Research Abstract

はじめに手指の運動測定用多自由度ゴニオメターの開発を行った.これまで整形外科の分野では,指の角度変化のみを分度器のような角度計をあてて測定されてきた.しかし,指の各関節の屈曲角度は指先の位置と姿勢が定まれば,最も安定した位置に定まるものであり,指の骨の長さをもとに推定できる.指先の挙動が最も注目すべき点と考えた.そこで,指先の微妙な動きに注目し,精度よく測定するための装置を開発することにした.この装置は,リンク機構の解析原理を用いたもので,指先の位置と姿勢の変化が測定される.角度センサー(ポテンショメータ)を立体的にジュラルミン製のリンクで繋いだものである.
角度センサーとなるポテンショメータは,小型のものでも,現在市販されているもので直径が13mm程度であり,指関節には大きい.そこで,電子部品として用いられている小型の半固定抵抗器を利用してセンサのダウンサイジングを図った.角度センサーは精度を上げるためにB-spline関数を用いる特殊なキャリブレーションを行った.各関節の角度変化は,それぞれの角度センサーの電圧の変化をA/Dコンバータによりコンピュータに取り込みリアルタイムで解析が可能なものにした.測定解析ソフトはコンピュータグラフィックスを用いて医者などが抵抗無く容易に扱えるように配慮した.
多自由度ゴニオメターのシステムの開発が遅れたため,指運動の解析はこれから行う.今後,健常者の指関節運動の測定・解析から当初の計画に沿うように研究していく予定である.