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Reconstruction of 3D Knee Joint Model Using MRI and Its Application to Analysis of Joint Contact Mechanics

Research Project

Project/Area Number 19360046
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Materials/Mechanics of materials
Research InstitutionNiigata University

Principal Investigator

TANABE Yuji  Niigata University, 自然科学系, 教授 (60143020)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) SAKAMOTO Makoto  新潟大学, 医歯学系, 教授 (80215657)
KOBAYASHI Koichi  新潟大学, 医歯学系, 助教 (70296317)
OMORI Go  新潟大学, 超域研究機構, 教授 (70283009)
Project Period (FY) 2007 – 2008
Project Status Completed (Fiscal Year 2008)
Budget Amount *help
¥19,760,000 (Direct Cost: ¥15,200,000、Indirect Cost: ¥4,560,000)
Fiscal Year 2008: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000)
Fiscal Year 2007: ¥14,170,000 (Direct Cost: ¥10,900,000、Indirect Cost: ¥3,270,000)
Keywords生体力学 / MRI / 脛骨大腿関節 / 膝蓋大腿関節 / 接触解析 / 機械材料・材料力学 / RBSM法 / 接触圧力 / 人工股関節 / 関節鏡手術 / 運動解析 / 接触面積 / 接触領域
Research Abstract

非侵襲、非X線被爆で生体関節に適用可能なMRI情報に基づくコンピュータ支援手術システムを開発することを目的に、要素技術の確立を目指した研究を実施した。
MRI情報から膝関節3Dモデルを再構築する方法を開発した。そして、MR輝度信号プロファイルに基づく関節接触領域判定法を確立し、in vivoでの膝関節における接触面積や接触領域の分布を求め、脛骨大腿関節および膝蓋大腿関節の運動解析や接触状態について解析した。

Report

(3 results)
  • 2008 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2007 Annual Research Report
  • Research Products

    (69 results)

All 2009 2008 2007

All Journal Article (23 results) (of which Peer Reviewed: 23 results) Presentation (44 results) Book (2 results)

  • [Journal Article] Accuracy of Single Plane X-ray Image-Based Technique for Assessment of Knee Kinematics2009

    • Author(s)
      Koichi Kobayashi、Kenichi Odagawa, Makoto Sakamoto、Yuji Tanabe
    • Journal Title

      Journal of Biomechani cal Science and Engineering (掲載決定)

    • NAID

      130000128990

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      10025631488

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      Koichi. Kobayashi, Kenichi. Odagawa, Makoto. Sakamoto, Yuji. Tanabe
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      Journal of Biomechanioal Science and Engineering (掲載決定)

    • NAID

      130000128990

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      10025631496

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      10025631501

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      Pages: 397-402

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      10025631482

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    • NAID

      10027910996

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      120006746605

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      10027910769

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      10027910855

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      10027911014

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      10027911038

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      10027911067

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      130004603699

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      札幌コンベンションセンター
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      日本機械学会第21回バイオエンジニアリング講演会
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      Cheng Kung University、Tainan city、Taiwan
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      Cheng Kung University, Tainan city, Taiwan
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      2008-12-09
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      3rd International Symposium on Advanced Fluid/Solid Science and Technology in Experimental Mechanics
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      Cheng Kung University, Tainan city, Taiwan
    • Year and Date
      2008-12-09
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      Cheng Kung University, Tainan city, Taiwan
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      2008-12-09
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      古賀良生, 大森豪, 田邊裕治, 坂本信, 湊泉, 佐藤卓, 清徳則雄
    • Organizer
      第35回日本臨床バイオメカニクス学会
    • Place of Presentation
      大阪国際交流センター
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      笹川圭右, 石谷周一, 坂本信, 小林公一, 林豊彦, 田邊裕治, 佐藤卓, 大森豪, 古賀良生
    • Organizer
      第35回日本臨床バイオメカニクス学会
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      大阪国際交流センター
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      2008-11-15
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    • Organizer
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    • Organizer
      第35回日本臨床バイオメカニクス学会
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      首都大学東京南大沢キャンパス国際交流会館
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      2008-09-24
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      日本機械学会2008年度年次大会
    • Place of Presentation
      横浜国立大学
    • Year and Date
      2008-08-04
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  • [Presentation] MRIを用いた関節の接触領域の測定2008

    • Author(s)
      吉田秀義, 小林公一, 坂本信, 田邊裕治
    • Organizer
      日本機械学会2008年度年次大会
    • Place of Presentation
      横浜国立大学
    • Year and Date
      2008-08-04
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      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] 1方向X線画像を用いた骨のイメージレジストレーションの精度検証2008

    • Author(s)
      小林公一, 田中伸明, 小田川健一, 坂本信, 田邊裕治
    • Organizer
      日本機械学会2008年度年次大会
    • Place of Presentation
      横浜国立大学
    • Year and Date
      2008-08-04
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  • [Presentation] MRIを用いたヒト手関節の接触領域解析2008

    • Author(s)
      笹川圭右, 坂本信, 吉田秀義, 小林公一, 田邊裕治
    • Organizer
      日本機械学会2008年度年次大会
    • Place of Presentation
      横浜国立大学
    • Year and Date
      2008-08-04
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  • [Presentation] MR画像による足関節の接触領域評価2008

    • Author(s)
      野田口洋成, 桐生芳彦, 吉田秀義, 田邊裕治, 小林公一, 坂本信
    • Organizer
      日本非破壊検査協会平成20年度春季大会
    • Place of Presentation
      アルカディア市ヶ谷
    • Year and Date
      2008-05-21
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  • [Presentation] ヒト手関節接触機構のMRIによる解析2008

    • Author(s)
      笹川圭右, 坂本信, 吉田秀義, 小林公一, 田邊裕治
    • Organizer
      日本非破壊検査協会平成20年度春季大会
    • Place of Presentation
      アルカディア市ヶ谷
    • Year and Date
      2008-05-21
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  • [Presentation] 近赤外線水分計を用いた関節軟骨含水量の定量評価-透過法による検討-2008

    • Author(s)
      松本剛, 田邊裕治, 小林公一, 坂本信, 菊池達哉, 古賀良生
    • Organizer
      日本非破壊検査協会平成20年度春季大会
    • Place of Presentation
      アルカディア市ヶ谷
    • Year and Date
      2008-05-21
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  • [Presentation] 1方向X線像を用いた骨の2D-3Dイメージレジストレーションの精度2008

    • Author(s)
      小田川健一, 田中伸明, 小林公一, 坂本信, 田邊裕治
    • Organizer
      日本非破壊検査協会平成20年度春季大会
    • Place of Presentation
      アルカディア市ヶ谷
    • Year and Date
      2008-05-21
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  • [Presentation] MRIとCTを用いた3次元骨形状モデルの精度における検討2007

    • Author(s)
      笹川圭右, 渡辺聡, 小林公一, 坂本信, 田邊裕治, 佐藤卓, 古賀良生
    • Organizer
      第34回日本臨床バイオメカニクス学会
    • Place of Presentation
      早稲田大学国際会議場
    • Year and Date
      2007-12-08
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      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] 透視X線像を用いた膝関節の3次元的位置姿勢の自動推定2007

    • Author(s)
      田中伸明, 小林公一, 佐藤卓, 坂本信, 田邊裕治, 大森豪, 古賀良生
    • Organizer
      第34回日本臨床バイオメカニクス学会
    • Place of Presentation
      早稲田大学国際会議場
    • Year and Date
      2007-12-08
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      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] 2方向X線像を用いた骨および人工関節の3次元自動位置姿勢推定法の精度2007

    • Author(s)
      小林公一, 田中伸明, 小田川健一, 佐藤卓, 坂本信, 田邊裕治, 大森豪, 古賀良生
    • Organizer
      第34回日本臨床バイオメカニクス学会
    • Place of Presentation
      早稲田大学国際会議場
    • Year and Date
      2007-12-08
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  • [Presentation] 人工膝関節大腿骨部手術操作支援法についての実験的検証2007

    • Author(s)
      水落悠介, 解晨, 古賀良生, 佐藤卓, 田邊裕治, 小林公一, 清徳則雄
    • Organizer
      第34回日本臨床バイオメカニクス学会
    • Place of Presentation
      早稲田大学国際会議場
    • Year and Date
      2007-12-07
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  • [Presentation] 円柱状剛体圧子による横等方性弾性層のインデンテーション試験に関する応力解析2007

    • Author(s)
      坂本信, 小林公一
    • Organizer
      日本非破壊検査協会平成19年度秋季大会
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      北海道立道民活動センター
    • Year and Date
      2007-10-19
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  • [Presentation] 2方向X線像を用いた骨モデルの自動イメージマッチング2007

    • Author(s)
      小林公一, 坂本信, 田中伸明, 田邊裕治
    • Organizer
      日本非破壊検査協会平成19年度秋季大会
    • Place of Presentation
      北海道立道民活動センター
    • Year and Date
      2007-10-18
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  • [Presentation] 3次元骨形状モデルの精度に関するMRIの検討2007

    • Author(s)
      笹川圭右, 渡辺聡, 小林公一, 坂本信, 田邊裕治, 佐藤卓, 古賀良生
    • Organizer
      日本非破壊検査協会平成19年度秋季大会
    • Place of Presentation
      北海道立道民活動センター
    • Year and Date
      2007-10-18
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  • [Presentation] 膝蓋大腿関節の生体内接触面積の評価2007

    • Author(s)
      坂本信, 吉田秀義, 小林公一, 田邊裕治
    • Organizer
      日本機械学会第18回バイオフロンテイア講演会
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      九州産業大学
    • Year and Date
      2007-10-06
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  • [Presentation] MRIを用いた距腿関節接触領域の生体内評価2007

    • Author(s)
      桐生芳彦, 吉田秀義, 田邊裕治, 小林公一, 坂本信
    • Organizer
      日本機械学会第18回バイオフロンテイア講演会
    • Place of Presentation
      九州産業大学
    • Year and Date
      2007-10-06
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  • [Presentation] Estimation of viscoelastic properties of rat cortical bone using dynamic nanoindentation2007

    • Author(s)
      Makoto Sakamoto, Koichi Kobayashi, Yuji Tanabe
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      International Conference on Advanced Technology in Experimental Mechanics 2007
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      アクロス福岡
    • Year and Date
      2007-09-12
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  • [Presentation] Estimation of 3D-pose of knee using single plane fluoroscopy and 3D bone model2007

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      Koichi Kobayashi, Nobuaki Tanaka, Makoto Sakamoto, Yuji Tanabe
    • Organizer
      International Conference on Advanced Technology in Experimental Mechanics 2007
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      アクロス福岡
    • Year and Date
      2007-09-12
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  • [Presentation] Accuracy of three-dimensional bone surface model reconstructed using MRI2007

    • Author(s)
      Keisuke Sasagawa, Satoshi Watanabe, Koichi Kobayashi, Makoto Sakamoto, Takashi Sato, Yoshio Koga
    • Organizer
      International Conference on Advanced Technology in Experimental Mechanics 2007
    • Place of Presentation
      アクロス福岡
    • Year and Date
      2007-09-12
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  • [Presentation] MRIを用いて構築された骨の3次元形状モデルに対する精度評価2007

    • Author(s)
      笹川圭右, 渡辺聡, 小林公一, 坂本信, 田邊裕治, 佐藤卓, 古賀良生
    • Organizer
      日本実験力学会2007年度年次講演会
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      埼玉大学東京ステーションカレッジ
    • Year and Date
      2007-08-08
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  • [Presentation] 距腿関節のMRIによる3次元接触領域解析2007

    • Author(s)
      桐生芳彦, 吉田秀義, 田邊裕治, 小林公一, 坂本信
    • Organizer
      日本実験力学会2007年度年次講演会
    • Place of Presentation
      埼玉大学東京ステーションカレッジ
    • Year and Date
      2007-08-07
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  • [Presentation] 透視単面X線像を用いた膝関節の3次元動態測定2007

    • Author(s)
      小林公一, 田中伸明, 坂本信, 田邊裕治
    • Organizer
      日本実験力学会2007年度年次講演会
    • Place of Presentation
      埼玉大学東京ステーションカレッジ
    • Year and Date
      2007-08-07
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  • [Presentation] Load Transmission through Artificial Hip Joint Due to Stress Wave Loading2007

    • Author(s)
      Y. Tanabe, H, Yamaoka, T. Uchiyama, H. Ohashi
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      Abstracts Book of Sixth International Symposium on Impact Engineering
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      Daejeon, Korea
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  • [Book] 変形性膝関節症-病態と保存療法-2008

    • Author(s)
      古賀良生、山本智章、速水正、山際浩史、大森豪、遠藤和男、佐藤卓、田邊裕治、坂本信、田中正栄、渡辺博史
    • Publisher
      南江堂
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      2008 Final Research Report
  • [Book] 変形性膝関節症-病態と保存療法-2008

    • Author(s)
      古賀良生編, 古賀良生, 大森豪, 田邊裕治, 坂本信, 他7名
    • Total Pages
      188
    • Publisher
      南江堂
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Published: 2007-04-01   Modified: 2016-04-21  

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