瞬間回転中心の計測と関節運動の解析への応用

1989 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 63550301
• Research Institution: Tokyo Medical and Dental University
• Principal Investigator: 石田 明允 東京医科歯科大学, 医用器材研究所, 教授 (60016540)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 宗田 大 東京医科歯科大学, 医学部, 助手 (50190864) ; 今井 祥二 東京医科歯科大学, 医用器材研究所, 技官 (10124687) ; 野城 真理 東京医科歯科大学, 医用器材研究所, 助教授 (80014231)
• Keywords: 瞬間回転中心 / 関節運動 / 雑音重量信号の微分

Research Abstract

本研究の目的は剛体の平面運動を記述する瞬間回転中心(instantaneous center of rotation:ICR)を高精度で計測し、これを関節運動の力学的な解析に応用することである。
63年度では、ICRの誤差解析を行い、剛体に付ける標点の配置方法やデ-タの平滑化による新しいICR算出アルゴリズムについて検討した。またデ-タを取得するための最適なサンプリング間隔についても検討した。本年度はこれらの結果に基づいて、顎関節運動を対象としたICRの計測を行いその運動を解析した。
下顎の運動は左右2個の顎関節と歯列により誘導される運動である。頭部を固定し下顎歯列にLEDを取り付けたシ-ネを固定し、習慣的開閉口運動を行わせた時のLEDの位置を光半導体型計測装置で計測する。標点のLEDは2個でその重心がICRにできるだけ近くなるように設置した。標点の座標より各時刻におけるICRが算出される。この結果ICRの軌跡は顆頭の下方に位置し、閉口時には前方から後方に開口時にはその逆向きの軌跡を描いた。ICRの位置と関節面における滑り量には一定の関係があるが、顎関節運動にこれを適用すると関節の形と運動の向きから必ず滑りを伴うことが分かった。咀嚼筋の発生する筋力はモ-メントとして作用するが、モ-メントは筋力とモ-メントア-ムの積であり、モ-メントア-ムはICRに依存する。モ-メントア-ムをICRを用いて計算すると回転中心を顆頭に固定した場合に比べて2倍程度変化した。

Research Products

• [Publications] 石田明允: "瞬間中心の計測精度について" 電子情報通信学会技術研究報告. MBE88. 21-26 (1988)
• [Publications] 今井祥二: "顎関節運動における瞬間中心の計測" 医用電子と生体工学. 28. (1990)
• [Publications] 石田明允(分担): "バイオメカニズム10" 東京大学出版会, (1990)