2016 Fiscal Year Research-status Report
義足ソケット適合評価支援システムの開発に関する研究
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16K01558
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| Research Institution | Saitama Prefectural University |
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Principal Investigator |
原 和彦 埼玉県立大学, 保健医療福祉学部, 教授 (70325984)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 義足ソケット / 適合評価 / 3次元形状計測 / 有限要素解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
義足ソケットと断端との適合関係を解明するために、MRIやCTなどの撮影画像から3次元情報を取り出して有限要素解析からソケット内圧をシミュレートする研究は散見する。しかし、様々な医療や在宅現場では、より簡易で迅速に適合評価を行う手法が求められる。このソケット適合評価のための計測手法を開発するために今年度はソケット、断端の三次元情報を得るために安価で簡易な計測が可能なパーソナル3次元形状スキャナー(iSenseTM;等)を用いて計測評価を試みた。その結果、ソケットの外側面と内側面の形状を計測することが可能であった。スキャナーのスキャンエリアは最小：0.2m×0.2m×0.2m で最大：3m×3m×3m、分解能は前後方向で 0.9mm、垂直方向で1mm、計測エリアは0.4m-3.5mであり、断端やソケットの形状計測が可能であり、かつスキャンエリア、分解能、計測エリアは断端やソケットの形状計測が可能であることを確認した。また計測した3次元情報は容易にSTL形式にて保存することが可能であり、STLファイルは、CADで利用できる中間ファイルとなるソリッドデータへの変換を行う手順として、オープンソースの無償3DCAD(FreeCAD)が使用可能であることを確認して、有限要素解析（FEA）に至るまでの3次元データ処理のコストを削減できる見込みを得た。FEA処理には、前年度より引き続いて実績のあるABACUSをリースにて行ってきたが、非常にコストが高く、臨床普及上の課題が残った。非接触式3Dスキャナーで取り込んだ義足ソケットは、次年度に向けて3次元形状の精度を確認するためにCT断層装置(SOMATOM Definition)で撮影した3D形状と対比するように準備することができた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成28年度(初年度)研究目標は非接触式3次元形状計測システムを使用して断端形状計測とMRIなどを用いた断端内部の形状計測等の評価手法について比較検討することであった。計測には安価でかつ携帯性が高いパーソナル3Dスキャナー(iSenseTM等)を用いた計測評価を試みた。計測した3次元情報はSTL形式にて保存することが可能であった。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究は昨年度より引き継いだ研究であり、MRI,超音波などを用いたソケット、断端などの3D計測データとの比較について継続実施中である。
今後、ソケットと断端の内圧シミュレーションによる適合評価支援システム開発のための有限要素解析（FEA）を行う。この解析に移行するために必要なSTLデータなどの中間ファイル処理や3次元データ処理までの簡易化について実験検証を行う予定である。
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| Causes of Carryover |
初年度の計画していたCADソフトのリース(40万円相当)を予定していたが、よりコストのかからない計測とデータ処理法を検討して、オープンソースの無償3DCAD(FreeCAD)を使用して行うなどのデータ処理の試行を繰り返し行った。また初年度は前年計測したソケットの三次元形状から計測データ処理方法の開発を中心となる人を対象としない実験を中心に行ったため、協力切断者モデルへの謝金、計測補助者への謝金などを要しなかったため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
（B-A）488,122円は次年度に3D形状処理、有限要素解析ソフトの購入およびリーズ料、MRI計測等に生じる謝金などに使用する予定である。
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Research Products
(1 results)
