生体内張力計測用マイクロフォースセンサの開発と評価

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11558114
• Research Institution: Ritsumeikan University
• Principal Investigator: 山本 憲隆 立命館大学, 理工学部, 助教授 (40210546)
• Keywords: バイオメカニクス / 生体内計測 / 生体内張力 / 腱 / 靭帯 / マイクロセンサ / ひずみゲージ

Research Abstract

1.板ばね型マイクロフォースセンサの試作と評価
電気抵抗線ひずみゲージを2mm×1.5mm×0.1mmのステンレス鋼製の板ばねに接着することにより,マイクロフォースセンサを試作した.このセンサを腱や靭帯に挿入すると,線維方向に作用する張力によって板ばねに曲げが生じる.このとき生じた曲げひずみをひずみゲージで検出することにより,作用する張力を測定した.試作したセンサをラット膝蓋腱に挿入し,トレッドミル上で走行させたり,ジャンプ運動をさせて,膝蓋腱に作用する張力を計測した.その結果,膝蓋腱に作用する張力を正確に計測することができた.
2.針型マイクロフォースセンサの試作と評価
幅1.0-1.5mm,厚さ0.1-0.3mm,長さ15mmのステンレス鋼板を3枚組み合わせて,先端が片持はりになるように針を作成した.この針の先端に,電気抵抗線ひずみゲージや光ファイバーひずみゲージを接着することにより,マイクロフォースセンサを試作した.このセンサを腱や靭帯に挿入すると,作用する張力によって先端の片持はりに曲げが生じる.この曲げひずみをひずみゲージで検出することによて,作用する張力を測定した.試作したセンサをラットから摘出した膝蓋腱に挿入し,大気中,室温下で引張試験機に取り付け,繰り返し負荷を加えた.その結果,センサから所定の出力が正確に安定して得られた.

Research Products

• [Publications] 山本憲隆,高内政美: "種々の運動中におけるラット膝蓋腱の生体内張力"第26回日本臨床バイオメカニクス学会抄録集. 135 (1995)
• [Publications] 岡田沙織,山本憲隆: "ラット膝蓋腱の力学的性質に及ぼすジャンプ運動の影響"日本機械学会関西学生会平成11年度卒業研究発表講演会前刷集. 13-20 (2000)