1994 Fiscal Year Annual Research Report
生体靱帯に生じる張力の計測:ロボティクスの生体力学への応用
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06771157
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| Research Institution | Kitasato University |
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Principal Investigator |
藤江 裕道 北里大学, 医学部, 助手 (20199300)
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| Keywords | 生体靱帯 / 張力 / ロボティクス / 重ね合せの原理 / 前十字靱帯 / 後十字靱帯 |
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| Research Abstract |
ヒト切断3膝を実験対象とし,膝関節力学機能検査ロボットシステムを用いて測定を行った。屈曲角度0°,30°,60°および90°において膝の生理的に自然な運動を許容しながら,膝関節に最大100Nの前後方力をあたえた。前十文靱帯の前内側方の前方(AQ),前内側方の後方(PQ),後外側部(PL),内側側副靱帯(MCL),後十字靱帯の前部(AL),後十字靱帯の後部(PM),外側側副靱帯(LCL),関節包(Capsule)を順次切断するごとに,健常膝の3次元運動を再現して膝にあたえた。重ね合わせの原理を用いることにより,それぞれの靱帯に生じた張力を求めた。
膝関節に前方力をあたえたとき,ACLに生じる張力は屈曲角度と共に減少し,100Nの前方力のとき,88N(0°屈曲位),54N(90°屈曲位)であった。逆にMCLに生じる張力は屈曲角度と共に増加した。ACL内では軽位屈曲角度においてPLに生じる張力が最も大きく,屈曲角度が増加するにつれてPQに生じる張力が大きくなった。膝関節に後方力をあたえたとき,PCLに生じる張力は屈曲角度と共に増加し,100Nの後方力のとき,30N(0°屈曲位),105N(90°屈曲位)であった。PCL内では屈曲角度が増加するにつれてALに生じる張力が大きくなった。靱帯内に生じる張力の大きさが屈曲角度に依存することは,臨床的事実に一致した。また,ACL内およびPCL内の張力の分布に関する結果は,Girgisらの解剖学的研究によって得られた結果を定量的に説明するものであった。靱帯損傷診断の方法開発,靱帯再建術の術方針の検討と開発に有用な結果であると考えられた。
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[Publications] H,Fujie,G.A.Livesay,S.L-Y,Woo,S,Kashiwaguchi,and G.Blomstrom: "The Use of a Universal Force-Momont Sensor to Determine In-Situ Fones in Ligaments:A New Methodology" Journal of Biomechanical Engineering. (in Press). (1995)
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[Publications] 藤江裕道,塚本行男,笹田 直,馬渕清資: "膝関節動揺性試験における膝靱帯の張力分布-ロボティクスを用いた計測-" 日本機械学会論文集C編. (印刷中). (1995)
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[Publications] 藤井正,二見俊郎,青木晴彦,中村一仁,塚本行男,藤江裕道: "非接触型3次元変位計測装置を用いた膝関節運動解析" 日本臨床バイオメカニクス学会誌. 15. 435-440 (1994)
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[Publications] 藤江裕道,馬渕清資,塚本行男,G.A.Livesay,S.L-Y,Woo,笹田 直: "膝関節の6自由度に生じる力とモーメントの計測" 日本臨床バイオメカニクス学会誌. 15. 345-349 (1994)
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[Publications] 藤江裕道,柏口新二,G.A.Livesay,S.L-Y,Woo: "膝関節動揺性試験(Lachman テスト)実行時に生じる前十字靱帯内張力の大きさと分布" 日本機械学会論文集A編. 60(578). 291-295 (1994)
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[Publications] H,Fujie,K.Mabuchi,S.L-Y,Woo,G.A.Livesay,S.Arai,and Y.Tsukamoto: "The Use of Robotics Technology,to Study Human Joint Kinematics:A New Methodology" Joumal of Biomechanical Engineering. 115. 211-217 (1993)
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[Publications] H,Fujie,S.L-Y,Woo,G.A.Livesay,and K.Mabuchi: "Application of Robotics to Studies of Joint Biomechanics(Clinical Biomechanics and Related Research(Y.Hirasawa,C.B.Sledge,and S.L-Y,Woo Eds))" Springer-Verlag Tokyo, 429 (1994)
