| 研究課題/領域番号 |
26350511
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| 研究機関 | 兵庫県立大学 |
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研究代表者 |
比嘉 昌 兵庫県立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90375197)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | ワイヤレス情報通信 / バイオメカニクス / 人工関節 |
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| 研究実績の概要 |
本研究の目的は、「長期使用に耐えうる関節反力測定装置を設計・製作し、手術中に関節反力をワイヤレス計測すること」であった。３年計画のうち初年度（平成26年度）は、ワイヤレス化を一番の目標としていた。新たに情報通信機器を開発するのではなく、既存の技術を如何に改良して組み合わせて製作すると言う流れで研究を行った。その結果、実験室レベルでは無線でデータ通信の確認は行えた。バッテリーには小型の携帯電池が使用可能であり、ある程度の小型化にも成功した。ここまでの成果を日本国内での学会で発表し、次につながるいくつかのコメントも頂いた。
当初の予定通りでは、2年目（27年度）に開発した装置を手術室に持ち込んで実際の計測することを計画していたが、そこには至らなかった。実験室レベルでの計測は確認出来ているが、生体内における（手術中）計測に使用するにはもう少し改良が必要であること、IRBの申請に時間がかかることなどもあったが、大きな事として膝関節にて先行する米国内のベンチャー企業Orthosensor, Inc.との共同研究を開始することが可能となったことがある。この共同研究により、この研究は完全な商品化へ向かうこととなった。そのため、計測を急ぐより完全な商品化にむけたデザインの再考を行った。その結果人工肩関節におけるデザインコンセプトをほぼ完成させるに至った。具体的には、リバース型を想定したデザインで、上腕骨側にセンサを埋め込むコンパクトな物となっている。これにより、アナトミカル型においても流用が効くという利点も持ち合わせている。
今後は、デザインを元に3-DCADを用いて試作品の作成に取りかかる。
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| 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
実測を昨年度目標に掲げていたがそこまで到達しなかった。しかし到達しなかったと言うより、方法が少し変更されたと言える。企業との共同開発に移行したことにより、あえて計測を急がずデザインを見直す事を行ったためである。今後はより洗練されたデザインのセンサを用いて計測を行うことを目指す。
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| 今後の研究の推進方策 |
最終的な計測、商品化、長期埋め込み可能なデバイスの作成に向けて、デザインの再考は大切となる。よって、しばらくはデザインを見直す。これは共同研究先企業のエンジニアと共同で行う。長期埋め込みは最終目標ではあるが、今は手術中のみを考えたデザインとする。デザインが決定されれば試作品を作成し、精度、強度が十分であることを確認する試験（キャリブレーション、疲労試験）を行う。この評価試験を行う装置はすでに持ち合わせている。ASTM E4, ASTM F1378-12の基準に従い試験を行う。そして、その試験結果をふまえて、次は手術中に計測を行う。フロリダ大学大学病院にて計測を行う予定である（承諾済み）。IRB取得に2，3ヶ月必要なため、試作品完成前に事務的な手続きも進めていく。
この研究は、フロリダ大学、アメリカ国内の企業と共同で行うことによりさらなる発展が見込まれると考えられ、この研究を基研究として、フロリダ大学・Orthosensor, Incとの共同研究計画が、国際共同研究加速基金に採択された。よって、本年度より研究場所をアメリカ合衆国フロリダ大学に移す。そこでフロリダ大学の研究協力者と、Orthosensor, Inc.の研究協力者と共同で研究を行う。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
手術中の実測がまだ行えていないことに起因する。
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| 次年度使用額の使用計画 |
本年度はその予算も合わせて実測に使用する。
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