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疑似生体環境下の力学的組織挙動評価と非侵襲診断技術への応用

Research Project

Project/Area Number 15760052
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Materials/Mechanics of materials
Research InstitutionTokyo University of Agriculture and Technology

Principal Investigator

佐久間 淳  国立大学法人東京農工大学, 大学院・共生科学技術研究部, 助教授 (60274180)

Project Period (FY) 2003 – 2004
Project Status Completed (Fiscal Year 2004)
Budget Amount *help
¥3,600,000 (Direct Cost: ¥3,600,000)
Fiscal Year 2004: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000)
Fiscal Year 2003: ¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Keywords生体組織 / 粘弾性 / 診療 / 医用工学 / 数値シミュレーション / 有限要素法 / 制御 / 変形解析
Research Abstract

生体の力学的因子による損傷については,現在シミュレーションによる評価手法が盛んに検討されており,特に有限要素解析は症例の発生要因評価,手術方法リハビリ手法の検討など多くの場面で活用されている.ただし,これに必要とされる構成式などの生体組織の力学的物性値に関しては,基本的なデータベース構築が急がれているが未だ十分な状態には無いと言える.特に,その高信頼性を要求される複雑な現象の解析に物性値に関しては,その計測法等も含めて改善すべき点は多い.
そこで平成16年度は,非侵襲診断技術への応用を目指して,押し込み試験器の開発を実施した.この中では,特に高精度診療と装置の安全性確保を目的として,パルスコントローラとA/D変換ボードを組み込んだPCによる制御方法を検討した。とくに,高速で移動する圧子を安全に止めるためのシステム開発に注力し,その実現可能性を検討した.
この結果,既存の制御方法によっては,人体の筋肉等の数センチ厚の軟組織の力学的特性を特別な考慮無くして実現が困難であることが分かり,一般的な制御機構より高速度・高精度なシステムの構築,あるいは根本的に考え直した新たな思想による制御システムの創製が,本研究の実用化には不可欠であることが明らかとなって来た.このため当該年度内では,整備したシステムの特性検証を実施し,この特性値に準じて計測結果を校正することによってある程度まで計測可能であることが分かった.
また併せて,この粘弾性特性の発現要因を明らかにするため,前年度に開発を開始した環境槽の高機能化(温度・圧力制御の機能追加)を実施した,さらに,顕微鏡下で細胞変形を観察し,とくにこれを複屈折顕微鏡下で2軸応力状態の実験を実現することで,細胞の変形因子を検討できることを示した.
本研究成果を基にして,ここで明らかとなった課題点の克服が早急に求められる.

Report

(2 results)
  • 2004 Annual Research Report
  • 2003 Annual Research Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2004 Other

All Journal Article (6 results) Publications (1 results)

  • [Journal Article] 生体軟組織の引張試験による非線形粘弾性構成関係同定2004

    • Author(s)
      小笠原誠, 佐久間淳
    • Journal Title

      日本機械学会講演論文集 03・38

      Pages: 291-292

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] 3要素固体モデルを用いた非線形粘弾性構成関係同定のための引張試験2004

    • Author(s)
      小笠原誠, 佐久間淳, 森内健行
    • Journal Title

      日本機械学会講演論文集 04・1

      Pages: 449-450

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] 生体軟組織の粘弾性特性同定および引張条件依存性2004

    • Author(s)
      田冨司, 小笠原誠, 佐久間淳, 長岐滋
    • Journal Title

      日本機械学会講演論文集 04・48

      Pages: 411-412

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] 人体の粘弾性特性を考慮した腰椎モデルの有限要素解析2004

    • Author(s)
      小笠原誠, 佐久間淳, 田冨司, 長岐滋
    • Journal Title

      日本機械学会講演論文集 04・48

      Pages: 419-420

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] 複屈折顕微鏡を用いた集合組織変形過程の細胞内ひずみ分布の観察2004

    • Author(s)
      佐久間淳, 大谷幸利, 金廣精一, 海老沢瑞枝, 長岐滋
    • Journal Title

      日本学術会議材料研究連合講演会講演論文集 48

      Pages: 243-244

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] 植物組織変形過程における細胞内ひずみ分布の複屈折顕微鏡による観察2004

    • Author(s)
      金廣精一, 海老沢瑞枝, 佐久間淳, 大谷幸利, 長岐滋
    • Journal Title

      日本機械学会講演論文集 04・48

      Pages: 285-286

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Publications] 小笠原 誠, 佐久間 淳: "生体軟組織の引張試験による非線形粘弾性構成関係同定"日本機械学会講演論文集. 03・38. 291-292 (2004)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report

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Published: 2003-04-01   Modified: 2016-04-21  

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