| 研究課題/領域番号 |
07405007
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
機械材料・材料力学
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| 研究機関 | 金沢大学 |
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研究代表者 |
尾田 十八 金沢大学, 工学部, 教授 (30019749)
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| 研究分担者 |
富田 勝郎 金沢大学, 医学部, 教授 (00092792)
坂本 二郎 金沢大学, 工学部, 助手 (20205769)
山崎 光悦 金沢大学, 工学部, 教授 (70110608)
末吉 泰信 金沢大学, 医学部, 講師 (10206386)
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| 研究期間 (年度) |
1995 – 1998
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| 研究課題ステータス |
完了 (1998年度)
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| 配分額 *注記 |
30,900千円 (直接経費: 30,900千円)
1998年度: 3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
1997年度: 4,700千円 (直接経費: 4,700千円)
1996年度: 7,300千円 (直接経費: 7,300千円)
1995年度: 15,500千円 (直接経費: 15,500千円)
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| キーワード | 生体硬組織 / 逆問題 / シミュレーション / 有限要素法 / 最適化法 / 画像解析 / 骨 / 複合材料 / 変位分布 / 温度分布 / 逆解析 / 複合構造 / 画像データ / ひずみ分布 / 応力分布 |
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| 研究概要 |
研究は4ヶ年間にわたり実施され、次のような成果を得た。
1. 生体表面情報から硬組織の力学的挙動を推定する問題が、難解な逆問題であることを指摘し、その解法として生体解析の3次元有限要素法と最適化手法を組み合わせて理論的に解けることを示した。
2. 3次元有限要素法を用いた生体硬組織の力学的挙動の解析法を示した。具体的にはCT画像情報を基にし、それに3次元CADシステムを適用して、汎用的な生体モデル構築法を確立した。次にこのような生体モデルに有限要素法解析システムANSYSを適用して3次元的な力学解析のできる方法を示した。
3. 2の手法を人工骨頭置換後の大髄骨における応力・ひずみ解析問題および仙骨全摘術後再建モデルの応力・ひずみ解析問題に適用し、その有効性を数値的および実験的にも確認した。
4. 2のシステムと最適化理論を利用して、生体軟組織と硬組織からなる3次元モデルに対し、それに作用している総荷重や変位から、それぞれの組織に作用している荷重分布を推定する方法を示し、その数値的検証を試みた。
5. 本研究の応用例として、創外固定された脛骨骨折部に修復状況を把握するための推定法を考えた。また、その有効性を数値計算と実験によって確認した。
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