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2019 年度 実施状況報告書

整形外科治療支援のためのMS-FE解析法の開発に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 18K04034
研究機関中部大学

研究代表者

安達 和彦  中部大学, 工学部, 教授 (30243322)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
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 / 臨床バイオメカニクス
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.
2019年度は,大腿骨全体への骨モデルの拡張に取り組むとともに,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った.骨モデルの拡張では,当初に計画していた膝関節部までのモデル化には至らなかったが,大腿骨のモデル化において筋群モデルの拡張も併せて行った.過去の静止条件下での静解析との比較から,MS-FE解析で動的条件下での解析により,慣性力が解析結果の差に影響していることを示唆する結果を得ることができた.このことは,歩行周期で正規化された解析結果を参照する際に考慮すべき事項であると考えられる.また,2019年度は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んだ.

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

2019年度に計画していた膝関節部までのモデル化には至っていないこと,および,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んでいたが改良モデルの完成に至っていないことから,「やや遅れている」とした.

今後の研究の推進方策

2020年度は,2019年度に引き続いて骨のモデル化について①形状の拡張と②CT値に基づく被験者固有物性の設定に取り組む.2019年度までに得られた研究成果の国際会議での発表を2020年度に計画していたが,2020年3月からの欧米での感染症拡大により国際会議が中止となったことから,本研究課題で開発中のMS-FE解析手法の確立に専念する.また,開発手法のさらなる高度化(歩行動作以外の日常動作での解析他)に取り組む.以上の取り組みによって研究成果の積み上げを図り,2021年度の研究成果発表を目指す.

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2019

すべて 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [学会発表] MS-FE Analysis for Dynamically Postoperative Fracture Risk Assessment of Osteosynthesized Proximal Femur2019

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiko Adachi and Mitsumasa Noda
    • 学会等名
      The 25th Congress of the European Society of Biomechanics
    • 国際学会
  • [学会発表] 大腿骨頚部骨折後に対する歩行中の筋力を考慮した動的な有限要素解析2019

    • 著者名/発表者名
      野田光昭, 安達和彦
    • 学会等名
      第46回日本臨床バイオメカニクス学会
    • 招待講演

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公開日: 2021-01-27  

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