Investigation of the biomechanical effects of a Jewett-type orthosis by kinematic simulation analysis

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K22503
• Research Category: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: 0403:Biomedical engineering and related fields
• Research Institution: Hokkaido University of Science
• Principal Investigator: MITOMI NANA 北海道科学大学, 保健医療学部, 助教 (30880554)
• Project Period (FY): 2020-09-11 – 2022-03-31
• Keywords: 体幹装具 / 高齢者 / 椎体圧迫骨折 / 筋骨格モデルシミュレーション

Outline of Final Research Achievements

In this study, a vertebral body affected part mechanics model was constructed, computer simulations were performed to examine how the Jewett-type orthosis biomechanically affects the vertebral body, and kinematic analysis was conducted to verify whether the Jewett-type orthosis contributes to the therapeutic effect. As a result, a vertebral mechanics calculation model was created from motion capture, and a simulation model that could estimate the stresses generated by the movement of the vertebral body part was constructed. This simulation model was found to be capable of estimating stresses applied to the vertebral body, and the results are currently being compiled for presentation at a conference.

Free Research Field

義肢装具

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究において行う体幹部のコンピュータシミュレーションの原法は，1961年にMorrisらによって発表された腰部椎間板ヘルニアを想定した逆動力学シミュレーションであるが，剛体モデルの定義は体幹全体をモデル化したものであり，解析モデルを流用することはできない．また，実際に圧迫骨折のある患者に装着し，生体力学的観点から効果を検証した報告はなく，専門書などに示された内容は，ジュエット型装具の製作方法や適応（椎体圧迫骨折患者に適応するという内容）だけが記載されるだけである．したがって本研究のテーマは，新規性がありながらも現実味があり，今後立ち向かう超高齢化社会に向けて重要なものであると考えている．