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人工関節の有限要素解析と人の筋骨格解析を統合したモデルを用いて、運動中のモーションキャプチャ計測により得たデータを基に、運動中に生じる筋活動度と人工関節にかかる負荷を同時に計算することができる。このモデルを使用し、人工関節置換術の前に人工関節を装着した際の負荷を予測することができる。これを応用することで、個人に適した人工関節の形状を最適計算することが期待できる。
本年度は、人工関節の形状のいくつかのバリエーションに対し、開発したモデルによるシミュレーションをすることで負荷を予測し、どの形状が良いかについて解析を行った。これを発展させることで最適な形状の人工関節を設計することができる。
一方で、形状の最適化には有限要素解析の高速化が求められる。これについて、商用の有限要素解析ソフトではなく、プログラムの深い層まで調整が可能なオープンソフトウェアライブラリの使用を検討した。
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