2009 Fiscal Year Annual Research Report
シミュレーションと実験とを併用したヒト骨格筋内の局所応力ならびに局所変形の解明
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19700519
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| Research Institution | The Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
小田 俊明 Hyogo University of Teacher Education, 学校教育研究科, 准教授 (10435638)
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| Keywords | 有限要素法 / シミュレーション / 筋腱複合体 / 生体組織 / 力学的特性 / ひずみ / 応力 / 適応 |
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| Research Abstract |
本研究は,有限要素法を用いたコンピュータシミュレーションとin vivo実験とを併用することで,実験的な計測が困難であるヒト骨格筋の運動やトレーニング時の局所応力・局所変形の状況を明らかにし,これらのスポーツ障害との関連性,ならびに,その後に生じる適応による筋形状や筋機能の変化との関連を検討することを目的としている.当該年度においては,初年度より開発を行ってきた1)筋線維が収縮ダイナミクスに従う内力(筋張力)を発揮し,2)筋内に線維性の組織の3次元配置をもつ,変形・応力解析の可能な骨格筋有限要素モデルについて国内外での発表を行った.開発に伴い必要なin vivo実験パラメータについては,MR,超音波等の高機能医療機器を用いて人体から計測し実装した.また,昨年度実用化したPhase contrast MRを用いて収縮に伴う組織の変形を高空間分解能で計測する技術を発展させ,これまで報告が少ない筋,腱の運動時局所変形を詳細に実測し,国内外で発表を行った.これらは実験データとしても優れたものであるが,この新技術による実験データをシミュレーションに併用することで,有限要素シミュレーションによる解析も更に精度・信頼性の高いものとなりつつある.研究の進捗の中で,実験・シミュレーションの両分野共にスポーツ障害に関する多くの示唆を得ることができており,今後も研究の大きな発展が期待できる.本研究で得られた成果はいずれも,これまでの実験計測,あるいは数値解析のみを主体とした方法論では得ることが非常に困難であった知見がほとんどであることを強調しておく.
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[Journal Article] 骨格筋の有限要素シミュレーション2010
Author(s)
小田俊明, 衣笠竜太, 川上泰雄, 片岡弘之, 山村直人, Luis Alves, Cristian Teodosiu, Mayoran Rajendra, 山本晃生, 横田秀夫, 高木周, 姫野龍太郎
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Journal Title
生体力学シミュレーション研究 2010
Pages: 51-60
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