| 研究課題/領域番号 |
18K04034
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| 研究機関 | 中部大学 |
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研究代表者 |
安達 和彦 中部大学, 工学部, 教授 (30243322)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | 有限要素解析 / 筋骨格モデル / 骨接合術 / インプラント / 動力学解析 / 骨折リスク評価 / 歩行解析 |
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| 研究実績の概要 |
逆動力学解析と有限要素解析を組み合わせることによって人体運動時の骨格系に生じる動的応力分布の経時変化を可視化する新しい解析方法であるMS-FE解析法（Muscular Skeletal-Finite Element解析法）を開発することを目的とし，研究期間内では歩行時の大腿骨近位部の動的応力分布の経時解析を対象とする．
初年度の2018年度はMS-FE解析法を汎用有限要素解析ソルバーABAQUSに実装した．そこでは，骨盤寛骨と大腿骨近位部の股関節骨モデルをベースに大腿骨の屈曲・伸展運動に関与する代表的な骨格筋をモデル化した．逆動力学解析で歩行一周期の間の股関節角度の時間変化とモデル化した骨格筋の筋力の時間変化を解析し，有限要素解析での変位境界条件（関節角度）と動荷重条件（筋力）として設定することで，歩行一周期内の時々刻々の股関節周りの骨格系に生じる動的応力分布を経時的に可視化することができた．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
当初，大腿骨全体および膝関節まで骨モデルの拡張を予定していたが，骨盤寛骨と大腿骨近位部の骨モデルにとどまっているため．一方で，MS-FE解析法の汎用有限要素解析ソルバーへの実装が完了し，解析法の開発自体は順調に進んでいる．
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| 今後の研究の推進方策 |
2019年度は，2018年度に実現していなかった大腿骨全体および膝関節までの骨モデルの拡張に取り組む．また，当初の計画である研究代表者らの過去の静止条件下での静解析との比較を行い，解析結果の相違の物理的意味を考察するとともに解析結果の違いを定量評価することで術後合併症のメカニズム解明に対する開発手法の有用性を検討する．さらに，解析モデルの改良としてCT値に基づく被験者固有の物性値分布を反映したモデル化に取り組む．2018年度に得られた研究成果を国内外の学会で発表するとともに，2018年度に引き続きMS-FE解析の研究動向を調査する．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
当初，大腿骨全体および膝関節まで骨モデルの拡張を予定していたが，骨盤寛骨と大腿骨近位部の骨モデルにとどまったので，2018年度後半に計画していた国内学会での成果発表を次年度に延期したことにより学会出張旅費および参加費に相当する額が次年度（2019年度）使用額として生じた．
2019年度は，2018年度に実現していなかった大腿骨全体および膝関節までの骨モデルの拡張に取り組み，延期した学会発表を行う計画であり，次年度（2019年度）の研究費と合わせて当初の研究目的達成に向けて研究を推進する．
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