| 研究課題/領域番号 |
19H02023
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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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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| 審査区分 |
小区分18010:材料力学および機械材料関連
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| 研究機関 | 新潟大学 |
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研究代表者 |
小林 公一 新潟大学, 医歯学系, 教授 (70296317)
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| 研究分担者 |
近藤 達也 新潟大学, 医歯学系, 助教 (30821813)
プラムディタ ジョナス 日本大学, 工学部, 准教授 (50615458)
田邊 裕治 新潟大学, 自然科学系, フェロー (60143020)
大森 豪 新潟医療福祉大学, 健康科学部, 教授 (70283009)
坂本 信 新潟大学, 医歯学系, 教授 (80215657)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 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 |
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2021年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2020年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2019年度: 9,750千円 (直接経費: 7,500千円、間接経費: 2,250千円)
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| キーワード | 下肢関節 / 個体別形状モデル / 生体内評価 / 構造機能解析 / 変形性膝関節症 / 前十字靭帯 / 人工膝関節 / 生体力学 / 膝関節 / 筋骨格モデル / 力学モデル / 筋骨格系 / 膝前十字靭帯 / 力学的機能 / 動作解析 / アライメント / 床反力 / 関節軟膏 / 医用工学 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
膝や股関節といった下肢関節の機能が損なわれると日常生活が阻害され、生活的質(Quality of Life:QOL)は著しく低下する。下肢関節に機能障害をもたらす疾患や損傷の発生要因を解明し、より効果的な予防法や診断・治療法を確立するためには、体重など力がかかった状態での下肢関節の力学的機能を十分に理解することが重要である。本研究ではCT、MRIおよびX線画像等を用いて直接的に生体内測定した関節運動データに荷重データを加えることで関節のキネティクス（運動学）を記述できる力学モデルを構築し、これを用いて下肢関節の力学的機能を評価する手法を開発し、臨床課題の解決に応用するための研究を行う。
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| 研究成果の概要 |
下肢関節におけるバイオメカニクスを理解し、その力学モデルを構築するため、立位荷重下における静的関節アライメントおよび膝関節運動と関節構造との関係について調べた。変形性膝関節症により内反および外反変形すると、立位時の床反力通過位置は大きく後方に位置した。前十字靭帯損傷前後において荷重負荷の膝関節運動に顕著な差異は見られなかった。人工膝関節ではコンポーネントの形状によって関節面における滑り量と相対運動が規定された。また、近位脛骨関節面構造の特徴である後方傾斜を精度よく測定するため、関節範囲を半自動推定する手法を提示した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本邦では変形性膝関節症患者のうち痛みなど症状をもつ有症者は７００万人、寝たきりの原因となる大腿骨頚部骨折は年間１５万件以上、若年者に多い膝前十字靱帯損傷が年間４～５万件、半月板損傷が１万件発生している。本研究課題では立位荷重下において、被験者別の関節形状を考慮して関節アライメントならびに関節運動を評価し、関節構造との関係について検討した。得られた結果により下肢関節のバイオメカニクスに対する理解が深まり、関節力学モデル構築に資する点が本研究の学術的意義と考える。加えて、上記関節疾患の発生および進行メカニズムの解明や効果的な予防法、治療法の開発に寄与できることが臨床的意義である。
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