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2022 年度 実施状況報告書

人工股関節手術中の関節反力計測

研究課題

研究課題/領域番号 21K12628
研究機関兵庫県立大学

研究代表者

比嘉 昌  兵庫県立大学, 工学研究科, 准教授 (90375197)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
キーワード人工関節
研究実績の概要

加齢や外傷により関節疾患が進行すると、人工関節を必要とする場合がある。人工股関節は、現在日本国内で年間約8万例の症例数が報告されている手術であり、高齢化により今後も症例数は増加すると予想される (2018 Japan Arthroplasty Registry report)。人工関節は、関節の一部を人工物に交換する置換術と、関節全てを人工物に置換する全置換とが存在する。本研究では、人工股関節全置換手術中に関節反力測定を可能とする装置の開発を目指している。本年度行った主な実績は以下の通りである。
実験室にて装置の設計を行い、本研究室にて所有する加工装置を用い一部外注により装置を製作、その後再び実験室にて校正試験を行った。校正試験の結果、理想値と実測値との誤差は10%程度であることがわかった。これは、実用化を見据えると、受け入れられる範囲の誤差である。しかし、複数台作成すると、それぞれにばらつきがあることもわかったため、今後は安定した製作が課題の一つである。そして、作成・校正の終った装置を複数台持参して、研究協力者の整形外科医と、実際に死体に対して使用を試みた。医療機器メーカーの方にも協力いただき、人工股関節全置換術に使用する手術機器を用意して、本研究で開発している装置を同時に使用した。その結果、問題なくデータを取得することができた。しかし課題として、一部サイズ不適合な部分があったこと、通信強度が予想より弱いことがあったため、今後改善していく。

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

装置の設計製作、そしてその改良は常に行ってきており、測定誤差が受け入れられる範囲内となった。1年目の作年度、外科医に装置を見ていただく機会があり、そこからのfeedbackにより設計変更も行った。そして、2年目に死体を用いて人工股関節全置換術を行うことができた。

今後の研究の推進方策

今回用いた死体は、薬品処理した献体であった。これは軟部組織が脱水されているため、実際の関節反力の値とは異なる。しかし今回の使用は、使用可能性を試す目的であったためその目的は達成された。今後は冷凍保存された死体を用いて、装置を使用することを目指す

次年度使用額が生じた理由

予定していた実測にかかる準備費用が少なかったためによる。逆に、旅費は予定より多くなってしまった。次年度も旅費が多くなることが予想されるため、次年度の旅費として使用する。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2022 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (6件) (うち招待講演 2件)

  • [国際共同研究] University of Florida(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      University of Florida
  • [雑誌論文] Force estimations and theoretical calculations for the biarticular muscles during squatting2022

    • 著者名/発表者名
      Masaru HIGA , Yudai ENDO , Yudai NAKAGAWA
    • 雑誌名

      Journal of Biomechanical Science and Engineering

      巻: 17 ページ: 22-00060

    • DOI

      10.1299/jbse.22-00060

    • 査読あり
  • [学会発表] 人工股関節手術中の軟組織 バランス定量化に関する試み2022

    • 著者名/発表者名
      比嘉昌, 谷野弘昌, 光武遼, 井上晴太, 伊藤浩
    • 学会等名
      第37回日本整形外科学会基礎学術集会
    • 招待講演
  • [学会発表] スポーツにおける運動計測と筋力推定2022

    • 著者名/発表者名
      比嘉 昌, 遠藤雄大, 中川祐大
    • 学会等名
      日本機械学会 第34回バイオエンジニアリング講演会
    • 招待講演
  • [学会発表] 人工股関節全置換術中に使用可能な補助手術機器の開発2022

    • 著者名/発表者名
      井上 晴太, 後藤 悠, 比嘉 昌
    • 学会等名
      第33回バイオフロンティア講演会
  • [学会発表] スクワット動作における下肢拮抗二関節筋の筋活動度算出2022

    • 著者名/発表者名
      中川 祐大, 遠藤 雄大, 比嘉 昌
    • 学会等名
      第33回バイオフロンティア講演会
  • [学会発表] 脚長差と補正靴の使用が歩容に与える影響2022

    • 著者名/発表者名
      森田 雄大, 中川 恭祐, 比嘉 昌
    • 学会等名
      第33回バイオフロンティア講演会
  • [学会発表] 下肢拮抗筋の筋活動度推定方法の検討2022

    • 著者名/発表者名
      遠藤 雄大, 中川 祐大, 比嘉 昌
    • 学会等名
      第33回バイオフロンティア講演会

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公開日: 2023-12-25  

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