| 研究課題/領域番号 |
16K16463
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| 研究機関 | 大分大学 |
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研究代表者 |
福永 道彦 大分大学, 理工学部, 准教授 (90581710)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | バイオメカニクス / 人工膝関節 / 膝深屈曲 / シミュレーション / シミュレータ |
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| 研究実績の概要 |
(1) 「大腿下腿接触力に関する検討」については，予定していた「ひざまずき姿勢」「正座姿勢」で結果を収集し終え，すでに実施した「そんきょ姿勢」と同じく身体姿勢を説明変数に導入することで推定精度を向上することができた．ただし，被験者がすべて健常男子であり，体格に関するパラメータがどの程度有用かについては議論の余地が残されている．
(2) 「深屈曲動作を解析する計算モデルの構築（基礎モデル構築）」については，大腿脛骨と大腿膝蓋の二関節を含む総合的な膝モデルを完成させた．また，外力（床反力）と膝屈曲角度を入力することで，膝周りの筋力を結果として出力することも一部成功している．ただし，拮抗筋や二関節筋が絡むと不静定問題になって仮定が必要になる問題，および屈曲以外の角度を出力値としているために内外測に分かれている大腿広筋やハムストリングスの筋力配分にも仮定が必要な問題が未解決である．また，(1)で検討した大腿下腿接触力を導入することで，急激に関節接触力が小さくなることを確認し，膝深屈曲における関節面の亜脱臼を示しているものと考えられた．また，アライメントや生体組織の物性値パラメータについても検討しており，日常生活動作を対象にする準備を進めている．
(3)シミュレータ試験については，従来型の受動型シミュレータを製作し，結果をシミュレーションと比較できた．ただし，三次元造型機で成形した膝関節では摩擦が過大であり，結果が妥当であるかは疑問である．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
予定通り，大腿下腿接触力に関する検討とモデル化を終え，大腿脛骨と大腿膝蓋を含めて筋力を出力値とする総合的三次元膝モデルが稼働し，関節シミュレータを作成した（ただし，従来型の受動式）．
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| 今後の研究の推進方策 |
(1) 大腿下腿接触力については，これまでに得られた知見を三次元モデル解析に使用する．
(2) 膝関節の三次元モデル解析においては，現実的な日常生活動作を対象にした解析を実施する．
(3) シミュレータ試験においては，関節面の摩擦力を低減し，能動型のシミュレータを製作する．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
次年度使用額が生じた理由は，能動型シミュレータの製作に至っていないためである．使用計画として，シミュレータの改良と，結果の公開に使用する．
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