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2013 年度 実績報告書

冷却により硬膜穿刺を防ぐ針の研究

研究課題

研究課題/領域番号 23592313
研究機関東京工科大学

研究代表者

苗村 潔  東京工科大学, 医療保健学部, 准教授 (90302752)

研究分担者 古屋 耕平  岐阜大学, 工学部, 助教 (40580056)
キーワード黄色靭帯 / 有限要素解析 / 動的粘弾性 / 引張試験 / ヤング率 / Ogdenモデル / 冷凍
研究概要

冷却により硬膜外穿刺の際に、ヒト黄色靭帯の伸展変形が抑制されるかを知るために、1)ブタ黄色靭帯の粘弾性の温度特性計測、2)ブタ黄色靭帯の引張試験の再現性を高める改良、3)1)2)で得られた結果を基にした有限要素解析を実施した。
1)粘弾性の温度特性計測では、ブタ黄色靭帯を直径5mmの円板形状に切り出し、動的粘弾性測定機(東京都産業技術支援センター所有の機器を利用)を用いて、-10~20℃の範囲で圧縮試験を行なった。その結果、弾性率E'が常温時の1MPaに対して、-3℃で常温時の10倍、-10℃で常温時の100倍となった。
2)引張試験の改良について、試験片の切り出しに金属製の型と炭酸ガスレーザ(既有設備)を用いた。その結果、試験片の断面積が1.64±0.23mm2と型を使わない場合と比べて揃えることが可能となったが、ヤング率は1.03±0.53MPaと再現性の向上は見られなかった。また、炭酸ガスレーザは試験片を委縮させる問題があった。
3)有限要素解析は、Ogdenモデルで黄色靭帯の応力ひずみ線図を同定したパラメータを用いて、針と同様に先端が尖った棒材を黄色靭帯の平板モデルに押し当てた時のMises応力をMSC.Nastran sol600により計算した。その結果、常温で30mm変形する時のMises応力で針が貫通すると仮定すると、黄色靭帯が-3℃の時には伸展変形量が56%低減、-10℃では80%低減しうることが示された。

  • 研究成果

    (5件)

すべて その他

すべて 学会発表 (5件)

  • [学会発表] オブザーバを用いた針穿刺中における軟組織のパラメータ変動推定に関する一考察

    • 著者名/発表者名
      福嶋勇太、苗村潔
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2013(ROBOMEC2013 in Tsukuba)
    • 発表場所
      つくば国際会議場(茨城県)
  • [学会発表] Biomechanical Analysis for the Epidural Needle Insertion

    • 著者名/発表者名
      K. Furuya, K. Naemura, K. Nagai, N. Okubo, H. Saito
    • 学会等名
      Proceedings of the 35th Annual International Conference of the IEEE EMBS
    • 発表場所
      大阪国際会議場(大阪府)
  • [学会発表] 硬膜外穿刺シミュレータの内視鏡を用いた評価

    • 著者名/発表者名
      苗村潔
    • 学会等名
      生体医工学シンポジウム2013
    • 発表場所
      九州大学(福岡県)
  • [学会発表] 硬さと組織の違いによる穿刺反力の解析

    • 著者名/発表者名
      甘利寛貴、福嶋勇太、苗村潔
    • 学会等名
      日本生体医工学会関東支部若手研究者発表会2013
    • 発表場所
      東京工科大学(東京都)
  • [学会発表] 低温時の黄色靭帯ヤング率の計測と針穿刺時の伸展変形の予測

    • 著者名/発表者名
      苗村潔、古屋耕平
    • 学会等名
      日本機械学会第26回バイオエンジニアリング講演会
    • 発表場所
      東北大学(宮城県)

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公開日: 2015-05-28  

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