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Research on internal tissue structure of amputated limbs and control of prostheses

Research Project

Project/Area Number 17K01608
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Rehabilitation science/Welfare engineering
Research InstitutionNational Rehabilitation Center for Persons with Disabilities

Principal Investigator

NAKAMURA TAKASHI  国立障害者リハビリテーションセンター(研究所), 研究所 義肢装具技術研究部, 義肢装具士長 (40415360)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 丸山 貴之  国立障害者リハビリテーションセンター(研究所), 学院(研究所併任), 義肢装具士 (30727160)
三ツ本 敦子  国立障害者リハビリテーションセンター(研究所), 研究所 義肢装具技術研究部, 義肢装具士 (50723780)
沖田 祐介  国立障害者リハビリテーションセンター(研究所), 研究所 義肢装具技術研究部, 流動研究員 (00784357)
内藤 尚  金沢大学, フロンティア工学系, 准教授 (40392203)
Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2018: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2017: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Keywords義足 / 義手 / 適合 / 画像解析 / MRI / 義肢 / リハビリテーション / 三次元計測 / シミュレーション / ソケット / MRI / 解剖学
Outline of Final Research Achievements

The purpose of this study is to evaluate the socket fitting between amputated limbs(stumps) and prostheses, and develop new design method of prosthetic sockets.
Specifically, we performed anatomical evaluation of the stump using MRI, calculated the internal tissue structure of the stump, that is, the ratio of muscle tissue to adipose tissue, and clarified the characteristics of the stump. Moreover, the viscoelasticity of the stump was measured, and the result was suggested that the stump was softer than the sound side and its hardness was proportional to the muscle mass. The validity and reliability of the stump muscle strength measurement method using a manual dynamometer was verified. In addition, the actual prosthetic socket is one in which the load is applied in a standing position. An MRI image of one standing trans-femoral amputee was acquired. By comparison with the recumbent posture, a difference in the shape of soft tissue was observed in the proximal and distal parts.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

義肢の適合評価のための最適な尺度はほとんど見当たらず、ひいては工学的な研究に関連付けが可能な研究は少ない。本研究はこの問題領域に正攻法で取り組む課題であり、適合の指針が示された場合の切断者に対する貢献度は高い。また、研究者の所属機関では1000名以上の切断者の義足を製作・供給してきた実績があり、より良い適合を求める切断者の声に応えることができる。本研究は、義肢装具士という人間の技術と装着者の主観に依存していた義肢の適合評価を、より客観的に理解し、根本から見直すものである。より良い適合状態を知る指針を得ることが可能となれば、技術の教育並びに伝達にも寄与することができる。

Report

(4 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Research-status Report
  • 2017 Research-status Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2020 2019 2018 2017

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results)

  • [Journal Article] 高機能膝継手の適応2020

    • Author(s)
      中村隆
    • Journal Title

      日本義肢装具学会誌

      Volume: 36 Pages: 113-115

    • NAID

      130008025029

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] MRIによる大腿切断端の軟部組織解析2019

    • Author(s)
      中村隆, 三ツ本敦子, 沖田祐介, 丸山貴之, 前野正登, 飛松好子
    • Journal Title

      日本義肢装具学会誌

      Volume: 35 Pages: 212-218

    • NAID

      130007873131

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] MRIによる大腿切断端の軟部組織解析2019

    • Author(s)
      中村隆、三ツ本敦子、沖田祐介、丸山貴之、前野正登、飛松好子
    • Journal Title

      日本義肢装具学会誌

      Volume: 35

    • NAID

      130007873131

    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 義足歩行訓練前後における大腿切断者の断端軟部組織の変化2019

    • Author(s)
      4.三ツ本敦子,中村隆,丸山貴之,沖田祐介,前野正登,飛松好子.
    • Organizer
      第35回日本義肢装具学会学術大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] The Characteristics of the Soft Tissue of the Residual Limb in Persons with Transfemoral Amputation using MRI Analysis.2019

    • Author(s)
      Mitsumoto, A., Nakamura, T., Maruyama, T., Maeno, M., Tobimatsu, Y.
    • Organizer
      17th World Congress of the International Society for Prosthetics and Orthotics. 2019
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Shape Measurement of Transfemoral Residual Limb on Standing Magnetic Resonance Imaging: A Preliminary Study with a Single Subject.2019

    • Author(s)
      Maruyama, T., Nakamura, T., Mitsumoto, A., Maeno, M., Miyati, T., Ohno, N., Tobimatsu, Y.
    • Organizer
      17th World Congress of the International Society for Prosthetics and Orthotics. 2019
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 高機能膝継手の適応~非電子制御イールディング機構のエビデンス~2019

    • Author(s)
      中村隆
    • Organizer
      第35回日本義肢装具学会学術大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 立位MRIによる大腿切断端およびソケット形状の計測2018

    • Author(s)
      丸山貴之,中村隆,三ツ本敦子,前野正登,飛松好子
    • Organizer
      第34回日本義肢装具学会学術大会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 大腿切断端の軟部組織組成に関する考察2017

    • Author(s)
      中村隆、三ツ本敦子、 丸山貴之、前野正登、飛松好子
    • Organizer
      第33回日本義肢装具学会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 大腿切断端の硬さとその要因に関する考察2017

    • Author(s)
      三ツ本敦子、中村隆、丸山貴之、前野正登、飛松好子
    • Organizer
      第33回日本義肢装具学会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 大腿ソケット形状の定量的考察2017

    • Author(s)
      丸山貴之、中村隆、三ツ本敦子、前野正登、飛松好子
    • Organizer
      第33回日本義肢装具学会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] Postural asymmetries in persons with a unilateral transhumeral upper limb amputation2017

    • Author(s)
      Nakamura Takashi, Yusuke Okita
    • Organizer
      Myoelectric Conrtolls Symposium 17
    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Int'l Joint Research

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Published: 2017-04-28   Modified: 2021-02-19  

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