| 研究課題/領域番号 |
19K04269
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分20010:機械力学およびメカトロニクス関連
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
武田 量 北海道大学, 工学研究院, 助教 (90645095)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | 膝関節 / 膝関節包 / 膝関節靭帯 / 有限要素法 / 力学試験 / 膝関節安定性 |
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| 研究成果の概要 |
本研究では膝関節安定性のメカニズムを調査した．まず，膝関節組織の材料物性値が測定可能な膝関節実験用のプラットフォームの構築した．本プラットフォームを用いて関節包・関節滑液が靭帯支持力に及ぼす影響を調査した．結果，関節包，関節滑液は関節靭帯線維と比較して深い屈曲角では膝関節の支持力には大きな影響は確認されなかった．しかし，浅い屈曲角度では支持力に寄与する可能性があることは分かった．最後にCT画像を基に膝関節の実形状数値解析モデルを構築した．任意の角度姿勢で膝関節の引出し運動を再現することが可能で，膝関節安定性に大きく寄与する十字靭帯線維束の荷重状態を推定した．先行研究との比較で妥当性も検証した．
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| 自由記述の分野 |
機械工学
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
関節包や関節滑液には靭帯線維束の保護機能や軟骨組織の潤滑機能等が有り，膝関節の安定性に深く関係しているのにも関わらず，その機械的な力学特性を定量的に報告した例は少ない．本研究では実験と数値解析を通して，関節包，関節滑液，半月板，靭帯線維束が膝関節安定性のメカニズムに及ぼす影響を明らかにした．従来，靭帯断裂や変形性関節症の患者の術後経過は定性的なアンケート評価を行う事が多い．そのため，本研究で開発した解析手法を用いることで患者の膝関節の力学状態を定量的に提示することが可能となる．今後解析精度が向上した場合，臨床現場における関節症の診断・手術手法の評価，術後経過の観察に用いることが可能だと考える．
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