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人工股関節の関節反力測定装置の開発

研究課題

研究課題/領域番号 18K12039
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分90110:生体医工学関連
研究機関兵庫県立大学

研究代表者

比嘉 昌  兵庫県立大学, 工学研究科, 准教授 (90375197)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2019年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワード人工関節 / バイオメカニクス / 生体医工学
研究成果の概要

本研究の目的は、人工股関節の手術中に関節反力を計測可能な装置の開発と、その計測である。必要な寸法の計測からはじまり、設計、製作が中心である。そして可能なら計測まで行うこととした。結果は、計測までは至らなかったが、計測可能な装置がほぼ完成した。そして、筋骨格コンピュータモデルを用いたシミュレーションも行ったことにより、計測結果の大まかな予想が可能となり、計測後の検証にも使えることが分かった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で目指す、人工股関節手術中に関節反力を測定が可能となれば、人工股関節の手術後の脱臼をはじめとする問題が減少し、その結果患者に対して負担となりうる再置換手術件数の減少も予想される。人工股関節の初回埋め込み件数自体は今後増加することは避けられないが、再置換手術の件数減少は可能と考えている。それは、患者への負担軽減のみならず、我が国の医療費の軽減にもつながり、今後の高齢化社会において目指すべき方向だと考えられる。

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 2件、 査読あり 7件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 5件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Force estimations and theoretical calculations for the biarticular muscles during squatting2022

    • 著者名/発表者名
      HIGA Masaru、ENDO Yudai、NAKAGAWA Yudai
    • 雑誌名

      Journal of Biomechanical Science and Engineering

      巻: 17 号: 3 ページ: 22-00060-22-00060

    • DOI

      10.1299/jbse.22-00060

    • ISSN
      1880-9863
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 筋骨格モデルを用いたリバース型人工肩関節の運動シミュレーション2020

    • 著者名/発表者名
      比嘉昌, 速水隆太郎
    • 雑誌名

      臨床バイオメカニクス

      巻: 41 ページ: 99-103

    • NAID

      40022374720

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A simple angle-measuring instrument for measuring cemented stem anteversion during total hip arthroplasty2020

    • 著者名/発表者名
      Ryo Mitsutake, Hiromasa Tanino, Yasuhiro Nishida, Masaru Higa, Hiroshi Ito
    • 雑誌名

      BMC Musculoskeletal Disorders

      巻: 21(1) 号: 1 ページ: 113-113

    • DOI

      10.1186/s12891-020-3142-7

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Intraoperative measurements of reverse total shoulder arthroplasty contact forces.2020

    • 著者名/発表者名
      Kevin W Farmer, Masaru Higa, Scott A Banks, Chih-Chiang Chang, Aimee M Struk, Thomas W Wright
    • 雑誌名

      Journal of experimental orthopaedics

      巻: 7(1) 号: 1 ページ: 98-98

    • DOI

      10.1186/s40634-020-00311-0

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Improvement of force sensor accuracy using redundant outputs for biomedical applications2020

    • 著者名/発表者名
      Masaru Higa, Ryutaro Hayami, Masahiro Ono, Shizuki Nakamura, Shiori Matsuda
    • 雑誌名

      PCMBE 2020, IFMBE Proceedings

      巻: 82 ページ: 89-93

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Measurements of Isometric Strength and Electromyography of Elbow Flexors under Active and Passive Conditions2019

    • 著者名/発表者名
      Masaru Higa, Nozomu Araki, Shintaro Nakatani, Hideki Toji
    • 雑誌名

      Advanced Biomedical Engineering

      巻: 8 ページ: 124-129

    • NAID

      130007650939

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Instrumented Trial Prosthesis for Intraoperative Measurements of Joint Reaction Forces during Reverse Total Shoulder Arthroplasty2018

    • 著者名/発表者名
      Masaru Higa, Chih-Chiang Chang, Christopher Roche, Aimee M. Struk, Kevin W. Farmer, Thomas W. Wright, and Scott A. Banks
    • 雑誌名

      Sensors and Materials

      巻: 30 号: 9 ページ: 1989

    • DOI

      10.18494/SAM.2018.1940

    • ISSN
      0914-4935, 2435-0869
    • 年月日
      2018-09-13
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Measurements and mathematical calculation of Biarticular muscle forces during squat exercise2021

    • 著者名/発表者名
      Masaru HIGA, Yudai ENDO
    • 学会等名
      The 11th Asia-Pacific Conference on Biomechanics
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] スクワット動作における二関節筋を含む下肢筋群の筋力推定方法2021

    • 著者名/発表者名
      遠藤 雄大, 比嘉 昌
    • 学会等名
      第48回日本臨床バイオメカニクス学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Improvement of force sensor accuracy using redundant outputs for biomedical applications2020

    • 著者名/発表者名
      Ryutaro Hayami, Masaru Higa
    • 学会等名
      The 11th Asian Pacific Conference on Medical and Biological Engineering
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 冗長計測値を用いたセンサキャリブレーションにおける精度検証2020

    • 著者名/発表者名
      中村 静輝, 速水隆太郎, 松田志緒里, 比嘉昌
    • 学会等名
      第59回日本生体医工学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 筋骨格モデルを用いたリバース型人工肩関節における関節反力の計算2020

    • 著者名/発表者名
      松田志緒里, 速水隆太郎, 中村 静輝, 比嘉昌
    • 学会等名
      第59回日本生体医工学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 筋骨格コンピュータモデルを用いて人工股関節患者の筋肉パラメータを求める研究2019

    • 著者名/発表者名
      比嘉 昌
    • 学会等名
      日本機械学会 第32回バイオエンジニアリング講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Development of musculoskeletal computer models with reverse total shoulder arthroplasty2019

    • 著者名/発表者名
      Masaru Higa, Ryutaro Hayami, Shiori Matsuda
    • 学会等名
      The 17th International Conference on Biomedical Engineering (ICBME2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 筋骨格モデルを用いた人工肩関節の運動シミュレーション2019

    • 著者名/発表者名
      速水 隆太郎, 比嘉 昌
    • 学会等名
      第46回日本臨床バイオメカニクス学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 遠位大腿骨骨切り術後に起こりうる大腿骨の形態変化2019

    • 著者名/発表者名
      比嘉 昌, 中山 寛, 神原 俊一郎, 吉矢 晋一
    • 学会等名
      第46回日本臨床バイオメカニクス学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 冗長計測値を用いた力計測の精度向上2019

    • 著者名/発表者名
      比嘉 昌
    • 学会等名
      第58回日本生体医工学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Two different measurements of Isometric Strength of Elbow Flexors2018

    • 著者名/発表者名
      Masaru Higa, Nozomu Araki, Shintaro Nakatani and Hideki Toji
    • 学会等名
      International Symposium on Aero Aqua Bio-mechanisms
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Numerical Analysis of the Knee Cartilage with Resultant Joint-Line Obliquity2018

    • 著者名/発表者名
      Masaru Higa, Hiroshi Nakayama, Shinichi Yoshiya
    • 学会等名
      International Society for Technology in Arthroplasty (ISTA)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 筋骨格モデルを用いた外力と関節間力の推定2018

    • 著者名/発表者名
      比嘉昌、船見和貴、持永和樹、平井裕介、中林直也
    • 学会等名
      第57回日本生体医工学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 筋骨格コンピュータシミュレーションによる歩行中の外力と関節反力の計算2018

    • 著者名/発表者名
      船見 和貴,比嘉 昌
    • 学会等名
      日本機械学会 第29回バイオフロンティア講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 関節反力を計測するシステムの開発2018

    • 著者名/発表者名
      平井 裕介,船見 和貴,比嘉 昌
    • 学会等名
      日本機械学会 第29回バイオフロンティア講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [図書] 筋トレの力学2021

    • 著者名/発表者名
      比嘉昌
    • 総ページ数
      158
    • 出版者
      デザインエッグ社
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] 兵庫県立大学工学部機械工学科/大学院工学研究科 機械工学専攻 生体工学研究室

    • URL

      http://www.eng.u-hyogo.ac.jp/faculty/higa/Index.html

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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