内視鏡画像を用いた生体靭帯応力・ひずみ分布のin vivo計測

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12680835
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 廣川 俊二 九州大学, 大学院・工学研究院, 教授 (80150374)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 石川 聖二 九州工業大学, 工学部, 教授 (90128116) ; 山本 耕之 久留米工業大学, 工学部, 助教授 (40158275) ; 鶴野 玲治 九州芸術工科大学, 芸術工学部, 助教授 (10197775)
• Keywords: 前十字靭帯 / 応力・ひずみ分布 / モーションキャプチャー / 多点マーカー / 内視鏡 / in-vivo計測

Research Abstract

当初計画にほぼ沿った研究を実施した。切断膝関節標本の前十字靭帯表面に多点マーカを塗布し,膝屈曲に伴う靭帯の変形形状とマーカ位置を3台のビデオカメラで記録した。同一マーカを3方向からのカメラで記録することにより,カメラキャリス・レーションを行わずにマーカの3次元位置を算出するアルゴリズムを考案し,測定実験でのマーカデータを基に,ワークシート上で靭帯のひずみ分布を求めた。
また,靭帯表面画像を画像処理リフトを用いて、各ピクセル毎の数値データに変換し,差分計算からも表面ひずみ分布を求めた。
次いで,上述した測定実験とモーションキャプチャーから得られたデータを基に,レンダリング技法を用いて,靭帯形状とひずみ分布を画像表示した。膝屈曲に伴う変化状況をより分りやすく表示するためのアニメーションをも作成した。
以上により,次年度に予定している内視鏡によるin-vivo観察のための基礎データを蓄積した。

Research Products

• [Publications] 廣川俊二,山本耕之,鶴野玲治: "内副側靭帯損傷の生体力学的検討"(東大出版)バイオメカニズム. Vol.15. 51-62 (2000)
• [Publications] S.Hirokawa & R.Tsuruno: "Three-dimensional Deformation and Stress Distribution in an analytical/computational model of the ACL"Journal of Biomechanics. Vol33,No.9. 1069-1077 (2000)
• [Publications] K.Yamamoto,S.Hirokawa and T.Kawada: "Some Ideas of Ligament Configurations' Effect on Strain Concentration at Insertion"Proc.of the IMEKO 16-th World Congress. Vol.17. 159-164 (2000)
• [Publications] 山本耕之,廣川俊二,石川聖二: "ヒト前十字靭帯の3次元画像の再構築"日本臨床バイオメカニクス学会誌. Vol.21. 151-156 (2000)
• [Publications] 廣川俊二,山本耕之,鶴野玲治: "MCL損傷のメカニズム"日本臨床バイオメカニクス学会誌. Vol.21. 171-178 (2000)
• [Publications] S.Hirokawa & R.Tsuruno: "Three-Dimensional Deformation and Stress Distribution of the Anterior Cruciate Ligament in the Knee"JSME International Journal (sr.c). Vol.43,No.4. 957-965 (2000)
• [Publications] 石田明允,廣川俊二 他(共著): "身体運動のバイオメカニクス"コロナ社(印刷中). 300 (2001)