頚部の筋緊張状態が回転運動における頭部外傷の発生リスクに及ぼす影響の解明

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K14849
• Research Institution: Ishikawa National College of Technology
• Principal Investigator: 穴田 賢二 石川工業高等専門学校, 機械工学科, 講師 (30756531)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 頭部外傷 / 筋緊張 / 実体モデル

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、「頚部の筋活性度」－「頭部の挙動」－「頭部外傷の発生」の関係を体系的に解明するとともに頚部筋緊張状態を変化可能な頭頚部一体型実体モデルを開発することを目的としている。また、上記目的を達成するために、以下の2つの課題を明らかにする。
・様々な衝撃レベルにおける頚部の筋活性度と頭部の回転運動の関係の明確化
・頚部の筋活性度が回転運動における頭部外傷の発生リスクに及ぼす影響の解明
今年度は、頚部の筋活性度が回転運動における頭部外傷の発生リスクに及ぼす影響を明らかにするため、昨年度までに開発した頭頚部一体型実体モデルの生体忠実性向上に取り組んだ。生体忠実性の低い原因として、部品間の摺動抵抗が大きいことが考えられた。そこで、摺動箇所を削減するため、再設計を行った。さらに摺動部には、ブシュおよびベアリングを用いるとともに、軽量化および形状の最適化のため、各部品の製作に3Dプリンタを導入した。その結果、摺動抵抗を低減させることができ、生体忠実性を向上させることができた。
次に、さらなる生体忠実性を向上させるために、バネの初期張力、ダンパの設定、バネおよびダンパの取付角度など調整を行った。本研究では挙動に影響すると考えられるパラメータが多多数存在する。そこで、実験計画法により、各パラメータの影響度について検討を行った。その結果、緊張・非緊張時ともに低衝撃時の人体挙動のコリドーに収まる頭頚部一体型実体モデルを開発することができた。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

生体忠実性を向上させるのに当初の予定より多くの時間を要した。

Strategy for Future Research Activity

今年度開発した頭頚部一体型実体モデルを用いて、同モデルの頚部筋緊張状態を変化させるとともに様々な衝撃を付与し、その際の頭蓋内挙動を観測することで、頚部の筋活性度が回転運動における頭部外傷の発生リスクに及ぼす影響の解明に取り組む。以上の結果から、「頚部の筋活性度」－「頭部の挙動」－「頭部外傷の発生」の関係を明らかにする。

Causes of Carryover

今年度が最終年度の計画があったが、進捗が思わしくなかったため、延長することとした。残額は、延長した年度で行う実験の消耗品購入費とした使用する予定である。