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Quantitative elucidation of mechanical factors that cause vascular occlusion in soft tissues and the effect of mattresses on pressure ulcer prevention

Research Project

Project/Area Number 17K06058
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Materials/Mechanics of materials
Research InstitutionKyushu Institute of Technology

Principal Investigator

Yamada Hiroshi  九州工業大学, 大学院生命体工学研究科, 教授 (00220400)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 田中 マキ子  山口県立大学, 看護栄養学部, 教授 (80227173)
森田 康之  熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 教授 (90380534)
Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Keywords皮下組織 / 静脈 / 閉塞 / 有限要素解析 / マットレス / ゲル素材 / ずれ抵抗 / 超弾性 / 軟部組織 / せん断 / 粘弾性 / 横弾性係数 / 血管 / 体表面圧 / ずれ / 変形 / 材料力学 / 生体工学 / 看護学
Outline of Final Research Achievements

When pressure or shear displacement was applied to the skin surface of the forearm of men in their twenties, the vein in the subcutaneous tissue was easily occluded by the compression, but was hardly deformed by the shear displacement. Microscopic observation revealed that the subcutaneous tissue of porcine hind foot consist of adipose tissue and sheet-like connective tissue. Easy displacement in the tangential direction in the subcutaneous tissue was considered to be due to the intra-structure of tissue. Applying the compression and subsequent shear to three mats with a gel layer, the resistance to displacement did not depend much on the amount of compression but on the gel layer with a difference of less than two times.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

褥瘡は軟部組織の持続的な圧迫によって,組織内の微小な血管の網が閉塞し,血流が停滞して発症するが,ずれの影響も指摘されている.本研究では被験者とブタ後足(食肉)に対する測定・観察を行い,圧迫の影響と比べるとともに,微視的な組織構造と関連付けて,皮下組織はずれ抵抗が小さい特徴を持っていることを示した.また,軟部組織へのずれの影響の低減に効果的とされるゲル層付マットについて基礎的な変形特性を調べ,ずれに対する抵抗を数値で示し,比較できるようにした.

Report

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

    (17 results)

All 2020 2019 2018 2017

All Journal Article (1 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 1 results) Presentation (16 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Measurement and finite element analysis of the load-dependent pressure redistribution behavior of various types of mattresses2020

    • Author(s)
      Y. Fuwa, W. Z. W. Hasan, H. Yamada
    • Journal Title

      Journal of Mechanics in Medicine and Biology

      Volume: 20 Issue: 05 Pages: 2050031-2050031

    • DOI

      10.1142/s0219519420500311

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 皮膚表面の圧迫による前腕橈側皮静脈の閉塞挙動に及ぼす静脈の除荷形状と内圧の影響に関する有限要素解析2020

    • Author(s)
      山田宏
    • Organizer
      第43回日本バイオレオロジー学会年会(誌上開催)
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 皮膚の圧迫とずれによる前腕橈側皮静脈の内腔形状の変化に関する超音波画像解析2019

    • Author(s)
      霜出秀平
    • Organizer
      第42回日本バイオレオロジー学会年会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] ウレタンフォームマットに挿入された合成ゴム層のせん断変形特性の測定2019

    • Author(s)
      山田宏
    • Organizer
      日本機械学会2019年度年次大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 半円柱の押し付けによるゲル・ウレタンフォーム等4層マットの変形挙動の定量的評価2019

    • Author(s)
      真鍋誠
    • Organizer
      日本機械学会M&M2019材料力学カンファレンス
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 皮膚表面の圧迫による前腕橈側皮静脈の閉塞挙動の解析2019

    • Author(s)
      霜出秀平
    • Organizer
      日本機械学会M&M2019材料力学カンファレンス
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] ゲルとウレタンフォーム層を有するマットの圧縮変形特性の評価2019

    • Author(s)
      安井勇貴
    • Organizer
      日本機械学会九州支部第72期総会・講演会
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      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 皮膚表面の圧迫・ずれに対する前腕橈側部の皮静脈の変形の超音波計測2019

    • Author(s)
      霜出秀平
    • Organizer
      日本機械学会九州支部第72期総会・講演会
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      2018 Research-status Report
  • [Presentation] ブタ皮下組織のずれ変形の測定と組織の結合構造の観察2018

    • Author(s)
      塩月裕太郎
    • Organizer
      第66回レオロジー討論会
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      2018 Research-status Report
  • [Presentation] ブタ後ろ足皮膚表面のずれに対する軟組織各層の層内・層間のずれ変形に関する解析2018

    • Author(s)
      山田宏
    • Organizer
      第39回バイオメカニズム学術講演会
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      2018 Research-status Report
  • [Presentation] ブタ後ろ足皮膚表面のずれに対する皮下組織の力学特性の同定と組織観察2018

    • Author(s)
      塩月裕太郎
    • Organizer
      日本機械学会M&M2018材料力学カンファレンス
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      2018 Research-status Report
  • [Presentation] ブタ後ろ足軟組織層の変形挙動のモデル化に関する検討2018

    • Author(s)
      山田宏
    • Organizer
      日本機械学会M&M2018材料力学カンファレンス
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      2018 Research-status Report
  • [Presentation] ブタ後ろ足皮膚表面のずれに対する皮下組織の力学的応答の測定2018

    • Author(s)
      塩月裕太郎
    • Organizer
      日本機械学会九州支部第71期総会・講演会
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  • [Presentation] 体表面のずれに対する軟組織の「滑走」を伴う変形の測定と微小血管の閉塞に関する解析2017

    • Author(s)
      山田宏
    • Organizer
      第25回バイオメカニズム・シンポジウム
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      2017 Research-status Report
  • [Presentation] ブタ後ろ足皮膚表面のずれで生じる皮下組織のひずみ状態の解析2017

    • Author(s)
      山田宏
    • Organizer
      日本機械学会M&M2017材料力学カンファレンス
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      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 円柱状突起を有する円盤状デバイスで押さえたウレタンフォームマットレスの変形に関する有限要素解析2017

    • Author(s)
      山田宏
    • Organizer
      第38回バイオメカニズム学術講演会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] Finite element study on the correlation between the stiffness of the sacral skin and skin surface pressure at the instant of capillary closure2017

    • Author(s)
      H. Yamada
    • Organizer
      5th Switzerland-Japan Workshop on Biomechanics
    • 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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