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口腔インプラント手術の技術伝承を目的とした力覚体感型シミュレータの開発

研究課題

研究課題/領域番号 15K13837
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 機械材料・材料力学
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

高野 直樹  慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (10206782)

研究分担者 本間 慎也  東京歯科大学, 歯学部, 講師 (70408334)
田原 大輔  龍谷大学, 理工学部, 准教授 (20447907)
連携研究者 松永 智  東京歯科大学, 歯学部, 准教授 (70453751)
矢島 安朝  東京歯科大学, 歯学部, 教授 (10183667)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2015年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワード口腔インプラント / 力覚体感 / 粘膜 / 骨充填材 / サイナスリフト / von Karman板理論 / 海綿骨ドリリング / 非線形FEM解析 / 有限要素解析 / 画像相関法
研究成果の概要

口腔インプラント手術における顎骨のドリリングや上顎骨のサイナスリフト術における洞底粘膜挙上には医療事故につながる要因が含まれる。この防止には医師が力覚を正しく認識することが重要である。そこで、海綿骨の微細構造に基づく骨質と個体差を考慮したドリリング荷重の数値解析手法を用いて予測したドリリング深さと荷重の関係を再現できる手術シミュレータ装置を開発した。また、洞底粘膜の特性試験装置を開発し、新鮮屍体に対する実験結果を理論的、数値的に解析し、荷重に対する感度が高い幾何的パラメータを明らかにした。上記の知見を記録する力覚カルテを提案し、ドリリング用の力覚カルテを具現化するソフトウェアを開発した。

報告書

(4件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて 2017 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 2件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (20件) (うち国際学会 7件、 招待講演 4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] バイオメカニクス分野における不確かさを考慮したマルチスケールシミュレーション2017

    • 著者名/発表者名
      田原大輔, 高野直樹
    • 雑誌名

      計算工学

      巻: 22 ページ: 20-23

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Prediction of Apparent Properties with Uncertain Mateial Parameters Using High-order Fictitious Domain Methods and PGD Model Reduction2016

    • 著者名/発表者名
      Gregory Legrain, Mathilde Chevreuil and Naoki Takano
    • 雑誌名

      International Journal for Numerical Methods in Engineering

      巻: 109 号: 3 ページ: 345-367

    • DOI

      10.1002/nme.5289

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Quantitative study of force sensing while drilling trabecular bone in oral implant surgery2016

    • 著者名/発表者名
      Mohammad Aimaduddin Atiq BIN KAMISAN, Hideaki KINOSHITA, Fumiya NAKAMURA, Shinya HOMMA, Yasutomo YAJIMA, Satoru MATSUNAGA, Shinichi ABE and Naoki TAKANO
    • 雑誌名

      Journal of Biomechanical Science and Engineering

      巻: 11 号: 3 ページ: 15-00550-15-00550

    • DOI

      10.1299/jbse.15-00550

    • NAID

      130005414977

    • ISSN
      1880-9863
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Desktop micro-CT image-based dynamic FEM analysis of stress wave pathways between mandibular trabecular bone and cortical bone with comparisons to virtual models with eliminated materials on pathways2016

    • 著者名/発表者名
      Nakano H, TAKANO N, Maki K
    • 雑誌名

      Journal of Biomechanical Science and Engineering

      巻: 11 号: 3 ページ: 16-00313-16-00313

    • DOI

      10.1299/jbse.16-00313

    • NAID

      130005414981

    • ISSN
      1880-9863
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Stochastic Multi-scale Finite Element Analysis of the Drilling Force of Trabecular Bone during Oral Implant Surgery2016

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Tawara, Naoki Takano, Hideaki Kinoshita, Satoru Matsunaga and Shinichi Abe
    • 雑誌名

      International Journal of Applied Mechanics

      巻: 8 号: 06 ページ: 1650075-1650075

    • DOI

      10.1142/s1758825116500757

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Drilling Force and Speed for Mandibular Trabecular Bone in Oral Implant Surgery2016

    • 著者名/発表者名
      Mohammad Aimaduddin Atiq bin Kamisan, Kenichiro Yokota, Takayuki Ueno, Hideaki Kinoshita, Shinya Homma, Yasutomo Yajima, Sinichi Abe and Naoki Takano
    • 雑誌名

      Biomaterials and Biomechanics in Bioengineering

      巻: 3 号: 1 ページ: 15-26

    • DOI

      10.12989/bme.2016.3.1.015

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Development of Drilling Force Sensible Educational Simulator in Implant Surgery2015

    • 著者名/発表者名
      Hideaki Kinoshita, Masahiro Nagahata, Naoki Takano, Shinji Takemoto, Satoru Matsunaga, Shinichi Abe, Masao Yoshinari and Eiji Kawada
    • 雑誌名

      Journal of Dental Education

      巻: 80 ページ: 83-90

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 歯科インプラント手術における力覚に関する研究2017

    • 著者名/発表者名
      高野直樹
    • 学会等名
      第30回関東CAE懇話会
    • 発表場所
      早稲田大学(東京都・新宿区)
    • 年月日
      2017-01-21
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 確率均質化法による海綿骨の力学的特性にみられる個体差の予測2017

    • 著者名/発表者名
      高野直樹
    • 学会等名
      第37回日本骨形態計測学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Recent Topics on Stochastic Computational Methods in Materials Engineering and Biomedical Engineering2017

    • 著者名/発表者名
      Naoki Takano
    • 学会等名
      Yonsei 2nd ME Symposium
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 歯科インプラント手術における下顎海綿骨ドリリングと上顎洞底粘膜挙上に関するバイオメカニクス研究2017

    • 著者名/発表者名
      高野直樹
    • 学会等名
      日本機械学会2017年度年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 上顎インプラント手術において洞底粘膜に生じるひずみ分布の予測2017

    • 著者名/発表者名
      西川航矢, 高野直樹, 松永智, 本間慎也, 矢島安朝
    • 学会等名
      日本機械学会M&M2017材料力学カンファレンス
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 口腔インプラント手術におけるドリリング時の力覚体感装置の開発と応用2017

    • 著者名/発表者名
      高野直樹
    • 学会等名
      日本機械学会M&M2017材料力学カンファレンス
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 歯科インプラントのサイナスリフトを模擬した洞底粘膜の力学的試験2017

    • 著者名/発表者名
      西川航矢, 高野直樹, 松永智, 本間慎也, 矢島安朝
    • 学会等名
      日本機械学会第28回バイオフロンティア講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 口腔インプラント手術シミュレーターにおける力覚学習の評価 -歯科学知識の有無と継続的な使用が学習に与える影響-2017

    • 著者名/発表者名
      林洸弥, 田原大輔, 高野直樹, 本間慎也, 松永智, 矢島安朝
    • 学会等名
      日本機械学会第30回バイオエンジニアリング講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 歯科インプラント手術における海綿骨ドリリング荷重の確率的予測と力覚体感装置の開発2016

    • 著者名/発表者名
      高野直樹, 井元健二, 松永智, 本間慎也, 矢島安朝
    • 学会等名
      日本機械学会第29回計算力学講演会
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知県・名古屋市)
    • 年月日
      2016-09-22
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] バイオメカニクス研究における測る・ばらつき・不確かさ・計算力学2016

    • 著者名/発表者名
      高野直樹
    • 学会等名
      平成28年度土木学会全国大会研究討論会「測る×コンピューティング」
    • 発表場所
      東北大学(宮城県・仙台市)
    • 年月日
      2016-09-07
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Applications of Stochastic Multiscale Modeling of Inter- and Intra-individual Differences2016

    • 著者名/発表者名
      Naoki Takano
    • 学会等名
      The 12th World Congress on Computational Mechanics (WCCM XII)
    • 発表場所
      Seoul(Korea)
    • 年月日
      2016-07-27
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Stochastic Multiscale Analysis of Drilling Force of Mandibular Trabecular Bone with Application to Surgery Training Simulator2016

    • 著者名/発表者名
      Naoki Takano, Mohammad Aimaduddin Atiq bin Kamisan, Fumiya Nakamura, Hideaki Kinoshita, Satoru Matsunaga, Shinichi Abe, Shinya Homma and Yasutomo Yajima
    • 学会等名
      The 12th World Congress on Computational Mechanics (WCCM XII)
    • 発表場所
      Seoul(Korea)
    • 年月日
      2016-07-25
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Multiscale Analysis for Assessment of Potential Change in Mechanical Properties of Osteoporotic Bone by Remodeling2016

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Tawara, Akira Kawashima and Tetsuya Tsujikami
    • 学会等名
      The 12th World Congress on Computational Mechanics (WCCM XII)
    • 発表場所
      Seoul(Korea)
    • 年月日
      2016-07-25
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 歯科インプラント手術における海綿骨ドリリング時の力覚の定量的評価2016

    • 著者名/発表者名
      高野直樹, 木下英明, 本間慎也, 矢島安朝, 松永智, 阿部伸一
    • 学会等名
      第36回日本骨形態計測学会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ新潟コンベンションセンター (新潟県・新潟市)
    • 年月日
      2016-06-24
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 口腔インプラント手術における個体差・ドリル埋入角度を考慮した下顎骨のドリリング荷重解析2016

    • 著者名/発表者名
      林洸弥, 田原大輔, 高野直樹, 木下英明
    • 学会等名
      日本計算工学会第21回計算工学講演会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ新潟コンベンションセンター (新潟県・新潟市)
    • 年月日
      2016-06-02
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 口腔インプラント科登院実習における骨質と力覚の教育2016

    • 著者名/発表者名
      中村文哉, Mohammad Aimaduddin Atiq Bin Kamisan, 高野直樹, 木下英明
    • 学会等名
      日本機械学会第28回バイオエンジニアリング講演会
    • 発表場所
      東京工業大学(東京都目黒区)
    • 年月日
      2016-01-09
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Development of Oral Implant Surgery Training Simulator with Drilling Force Sensing Capability and Its Use in PBL Class at Dental College2015

    • 著者名/発表者名
      Mohammad Aimaduddin Atiq bin Kamisan and Naoki Takano
    • 学会等名
      KSME-JSME Joint Symposium on Computational Mechanics & CAE 2015
    • 発表場所
      Waseda University, Tokyo, Japan
    • 年月日
      2015-10-26
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Experimental Study on Drilling Force for Jawbone in Oral Implant Surgery Using Polymeric Model2015

    • 著者名/発表者名
      Mohammad Aimaduddin Atiq bin Kamisan, Naoki Takano and Shinichi Abe
    • 学会等名
      The 8th Asian-Pacific Conference on Biomechanics (AP Biomech 2015)
    • 発表場所
      Sapporo, Hokkaido, Japan
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of Oral Implant Surgery Training Simulator with Drilling Force Sensing Capability2015

    • 著者名/発表者名
      Mohammad Aimaduddin Atiq bin Kamisan, Naoki Takano, Yasutomo Yajima and Shinichi Abe
    • 学会等名
      21st Congress of the European Society of Biomechanics (ESB2015)
    • 発表場所
      Prague, Czech Repblic
    • 年月日
      2015-07-05
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Study on Drilling Force Influenced by Mandibular Trabecular Microarchitecture in Oral Implant Surgery2015

    • 著者名/発表者名
      Mohamad Aimaduddin Atiq bin Kamisan, Masahiro Nagahata, Naoki Takano, Daisuke Tawara and Shinichi Abe
    • 学会等名
      日本計算工学会第20回計算工学講演会
    • 発表場所
      つくば国際会議場(茨城県つくば市)
    • 年月日
      2015-06-08
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [備考] 慶應義塾大学理工学部機械工学科高野研究室

    • URL

      http://www.takano.mech.keio.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2015-04-16   更新日: 2019-03-29  

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