| 研究課題/領域番号 |
18K12143
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分90150:医療福祉工学関連
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| 研究機関 | 芝浦工業大学 |
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研究代表者 |
花房 昭彦 芝浦工業大学, システム理工学部, 教授 (10547839)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 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: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
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| キーワード | 大腿義足 / 設計システム / シミュレーション / 動的有限要素法 / 短下肢装具 / トポロジー最適化 / 3Dプリンタ / 義肢装具 / CAD / 歩行シミュレーション |
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| 研究成果の概要 |
本研究は，任意の形状が実現できる3Dプリンタの特徴を活かし，より対象者の障害特性に応じた義肢装具を設計製作可能なシステムを構築することを目的とした．
大腿義足に関しては，動的有限要素法による圧入シミュレーションにより，挿入後の筋肉，脂肪の分布状況，ソケットにかかる圧力の予測が可能とし，断端の状況に対応したソケット形状の適否の評価の可能性が示唆された．
短下肢装具に関しては，3Dプリンタの特性を活かし，トポロジー最適化された形状の生成と試作を行った．剛性を維持しつつ，軽量化や通気性の向上を図ることができた．また歩行実験との比較から，歩行シミュレーションによる歩行時の装具変形評価の可能性が示唆された．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
今後，義肢装具の製作過程もデジタル化されていくことが想定される．そのデジタル化に沿った計算機上での評価が行える新しいシステムを開発した．また3Dプリンタの特徴を活かし，トポロジー最適化された短下肢の試作を行うことができた．人体モデルを計算機上に構築して，義肢装具モデルを装着したときの状態が評価可能となることにより，試作回数の削減を図り，より対象者に適した義肢装具を，より短い期間で製作できるようになることが期待できる．また将来的には，熟練した義肢装具士がその場にいなくても，設計，製作が可能になるため，義肢装具士の不足する地域でも，より質の高い義肢装具がより広く普及することが期待される．
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