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リモデリングによる海綿骨の骨質変化を考慮した骨折リスク評価へのアプローチ

研究課題

研究課題/領域番号 24760091
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 機械材料・材料力学
研究機関龍谷大学

研究代表者

田原 大輔  龍谷大学, 理工学部, 講師 (20447907)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2014年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2013年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2012年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード計算バイオメカニクス / 骨質 / 海綿骨 / リモデリング / 均質化法 / 骨粗鬆症 / 応力解析 / 力学刺激 / 骨リモデリング / 有限要素法 / 骨梁形態 / 骨折リスク / 骨再構築 / 異方性 / 骨折危険性
研究成果の概要

骨粗鬆症の骨折リスク予測等を目指した骨質評価手法として,海綿骨のリモデリングに伴う形態変化と材料異方性を考慮した力学的特性評価手法を提案した.まず,簡易骨梁骨・ブタ海綿骨を対象に,リモデリングシミュレーションにより得た健常例・骨粗鬆症例の高応力の存在割合,マクロ剛性の異方性の定量的差異から,骨質評価方法としての提案手法の有用性が示された.また,リモデリング則の力学刺激量として,応力の不均一性を指標とすることの妥当性が確認された.さらに,応用探索として,骨嚢胞の成長と脊椎固定術の緩みを対象として解析を行った結果,リモデリングに伴う骨質の変化が疾患と密接に関連していることが示された.

報告書

(4件)
  • 2014 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2013 実施状況報告書
  • 2012 実施状況報告書
  • 研究成果

    (29件)

すべて 2015 2014 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (21件) (うち招待講演 2件) 図書 (2件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Nonlinear Mechanical Analysis of Posterior Spinal Instrumentation for Osteoporotic Vertebra: Effects of Mechanical Properties of the Rod on the Failure Risks around the Screw2014

    • 著者名/発表者名
      D. Tawara, K. Noro, T. Tsujikami, Y. Okamoto, H. Murakami
    • 雑誌名

      Journal of Biomechanical Science and Engineering

      巻: 未定

    • NAID

      130004480304

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] イメージベース力学解析による脊椎固定術用スクリューの緩み抑制を目指した固定ロッドの設計指針の検討2014

    • 著者名/発表者名
      田原大輔, 辻上哲也, 岡本義之, 村上英樹
    • 雑誌名

      日本設計工学会誌

      巻: 49 ページ: 120-127

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 骨粗鬆症性椎体骨折に対する後方固定術の応力解析 ‐ロッドの力学的特性とスクリューの緩みとの関連‐2013

    • 著者名/発表者名
      田原大輔, 野呂健太, 辻上哲也, 岡本義之, 村上英樹
    • 雑誌名

      臨床バイオメカニクス

      巻: 34 ページ: 53-61

    • NAID

      40019872792

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 実骨に近いドリリング特性を持つ外科手術教育用新規模擬骨材料の開2015

    • 著者名/発表者名
      田原大輔
    • 学会等名
      メディカルジャパン2015
    • 発表場所
      インテックス大阪(大阪府大阪市)
    • 年月日
      2015-02-04 – 2015-02-06
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 骨盤底疾患用サポート下着の設計指針確立のための筋骨格シミュレーション2014

    • 著者名/発表者名
      西木友浩, 田原大輔, 二宮早苗, 岡山久代, 森川茂廣, 坂本二郎
    • 学会等名
      日本機械学会第25回バイオフロンティア講演会
    • 発表場所
      とりぎん文化会館(鳥取県鳥取市)
    • 年月日
      2014-10-03 – 2014-10-04
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 変形性股関節症における骨嚢胞成長メカニズムの考察 ‐骨嚢胞の成長と周囲の骨再構築現象‐2014

    • 著者名/発表者名
      小北拓侑,田原大輔,辻上哲也,池裕之,稲葉裕
    • 学会等名
      日本機械学会 2014年度年次大会
    • 発表場所
      東京電機大学東京千住キャンパス(東京都足立区)
    • 年月日
      2014-09-07 – 2014-09-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 画像相関法によるフィルムシートのひずみ測定2014

    • 著者名/発表者名
      赤田健太, 辻上哲也, 田原大輔, 的場伸啓
    • 学会等名
      日本実験力学会2014年度年次講演会
    • 発表場所
      兵庫県立大学姫路工学キャンパス(兵庫県姫路市)
    • 年月日
      2014-08-28 – 2014-08-30
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 画像相関法を用いた曲げ-圧縮荷重を受ける織物複合材料のひずみ測定2014

    • 著者名/発表者名
      辻上哲也, 船引佑一, 田原大輔, 高橋順
    • 学会等名
      日本実験力学会2014年度年次講演会
    • 発表場所
      兵庫県立大学姫路工学キャンパス(兵庫県姫路市)
    • 年月日
      2014-08-28 – 2014-08-30
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Remodeling Simulation for Prediction of Morphological Change in Bone Cyst in Cancellous Bone of Osteoarthritis of the Hip2014

    • 著者名/発表者名
      D. Tawara, H. Kogita, K. Nagura, T. Tsujikami, H. Ike and Y. Inaba
    • 学会等名
      11th. World Congress on Computational Mechanics
    • 発表場所
      Palace of Congresses of Catalonia, the Hotel Rey Juan Carlos I - Business and City Resort, and the Gardens (Barcelona, Spain)
    • 年月日
      2014-07-20 – 2014-07-25
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Effects of Mechanical Properties of the Rod on the Failure Risks around the Screw in Posterior Spinal Instrumentation for Osteoporotic Vertebra -a FEM study-2014

    • 著者名/発表者名
      D. Tawara, K. Noro, T. Tsujikami, Y. Okamoto and H. Murakami
    • 学会等名
      The 7th World Congress of Biomechanics
    • 発表場所
      The John B. Hynes Veterans Memorial Convention Center, (Boston, Massachusetts, USA)
    • 年月日
      2014-07-06 – 2014-07-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 骨リモデリングの力学刺激量と骨梁形態変化の関連の考察2014

    • 著者名/発表者名
      田原大輔,名倉健,辻上哲也
    • 学会等名
      第19回計算工学講演会
    • 発表場所
      広島国際会議場(広島県広島市)
    • 年月日
      2014-06-11 – 2014-06-13
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Estimation of effect of installation position of hip prosthesis on muscle forces around the hip based on musculoskeletal simulation2014

    • 著者名/発表者名
      D. Tawara, K. Nishikawa, T. Tsujikami, H. Ike and Y. Inaba
    • 学会等名
      Computational Engineering and Science for Safety and Environmental Problems
    • 発表場所
      Sendai International Center, Sendai, Japan
    • 年月日
      2014-04-13 – 2014-04-16
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 骨リモデリングの力学刺激量と骨梁形態変化の関連の考察2014

    • 著者名/発表者名
      田原大輔,名倉健,辻上哲也
    • 学会等名
      第19回計算工学講演会
    • 発表場所
      広島国際会議場 (広島)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Effects of Mechanical Properties of the Rod on the Failure Risks around the Screw in Posterior Spinal Instrumentation for Osteoporotic Vertebra -a FEM study-2014

    • 著者名/発表者名
      D. Tawara, K. Noro, T. Tsujikami, Y. Okamoto and H. Murakami
    • 学会等名
      The 7th World Congress of Biomechanics
    • 発表場所
      ボストン (アメリカ合衆国)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Remodeling Simulation for Prediction of Morphological Change in Bone Cyst in Cancellous Bone of Osteoarthritis of the Hip2014

    • 著者名/発表者名
      D. Tawara, H. Kogita, K. Nagura, T. Tsujikami, H. Ike and Y. Inaba
    • 学会等名
      11th World Congress on Computational Mechanics
    • 発表場所
      バルセロナ (スペイン)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 変形性股関節症海綿骨の骨再構築に伴う骨嚢胞成長2013

    • 著者名/発表者名
      名倉健,中島涼太,田原大輔,辻上哲也,池裕之,稲葉裕
    • 学会等名
      日本機械学会 2013年度年次大会
    • 発表場所
      岡山大学 津島キャンパス (岡山)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Change in Mechanical Properties of the Rod Reduces the Loosening Risk of the Screw in Spinal Fusion2013

    • 著者名/発表者名
      D. Tawara, K. Noro, T. Tsujikami, Y. Okamoto and H. Murakami
    • 学会等名
      The Fifth International Conference on Computational Bioengineering
    • 発表場所
      ルーヴェン (ベルギー)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 骨粗鬆症脊椎に対する後方固定術の非線形骨折解析 -ロッドの剛性がスクリュー周囲骨の微小破壊に与える影響-2013

    • 著者名/発表者名
      野呂健太, 田原大輔, 辻上哲也, 岡本義之, 村上英樹
    • 学会等名
      日本機械学会第24回バイオフロンティア講演会
    • 発表場所
      同志社大学 室町キャンパス (京都)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Estimation of Changes in Mechanical Bone Quality by Multi-scale Analysis with Remodeling Simulation2013

    • 著者名/発表者名
      D. Tawara, K. Nagura, T. Tsujikami1 and T. Adachi
    • 学会等名
      The 15th International Conference on Biomedical Engineering
    • 発表場所
      シンガポール
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 骨リモデリング・マルチスケールシミュレーションからの骨質評価へのアプローチ2012

    • 著者名/発表者名
      田原大輔,名倉健,辻上哲也,安達泰治
    • 学会等名
      日本計算工学会第17回計算工学講演会
    • 発表場所
      京都
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Remodeling Simulation Estimates Changes in Mechanical Properties of Osteoporotic Bones2012

    • 著者名/発表者名
      D. Tawara, K. Nagura, T. Tsujikami and T. Adachi
    • 学会等名
      18th Congress of the European Society of Biomechanics (ESB2012)
    • 発表場所
      リスボン(ポルトガル)
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Bone quality evaluation based on bone remodeling and multi-scale simulation2012

    • 著者名/発表者名
      D. Tawara, K. Nagura, T. Tsujikami and T. Adachi
    • 学会等名
      KSME-JSME Joint Symposium on Computational Mechanics & CAE 2012
    • 発表場所
      金沢
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 海綿骨の形態変化と異方性を考慮したマルチスケール力学解析2012

    • 著者名/発表者名
      名倉健,田原大輔,辻上哲也,安達泰治
    • 学会等名
      日本機械学会第25回計算力学講演会
    • 発表場所
      神戸
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 骨粗鬆症の骨梁形態変化の予測と荷重支持機能の変化のシミュレーション2012

    • 著者名/発表者名
      田原大輔,名倉健,辻上哲也,安達泰治
    • 学会等名
      第39回日本臨床バイオメカニクス学会
    • 発表場所
      千葉
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [図書] 患者別非線形有限要素解析による骨粗鬆症椎体の投薬治療効果に関する力学的評価 ―イメージベースモデリングに基づく骨強度の経時的解析―2014

    • 著者名/発表者名
      田原大輔
    • 総ページ数
      250
    • 出版者
      日本金属学会
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [図書] 5.骨粗鬆症性椎体骨折の診断・治療に役立つバイオメカニクスと臨床応用2014

    • 著者名/発表者名
      村上英樹, 田原大輔, 粟森世里奈, 岡本義之, 藤井衛之, 土屋弘行
    • 総ページ数
      87
    • 出版者
      全日本病院出版会
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] 龍谷大学理工学部田原研究室HP

    • URL

      http://young.mecsys.ryukoku.ac.jp/bionic/

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] 田原研究室HP

    • URL

      http://young.mecsys.ryukoku.ac.jp/bionic/

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [備考] 龍谷大学理工学部機械システム工学科田原研究室HP

    • URL

      http://young.mecsys.ryukoku.ac.jp/bionic/index.html

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書

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公開日: 2013-05-31   更新日: 2019-07-29  

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