2018 Fiscal Year Annual Research Report
計算機シミュレーションを援用した義足の適合・設計技術確立のための基礎的研究
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15H03052
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
内藤 尚 金沢大学, フロンティア工学系, 准教授 (40392203)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田中 志信 金沢大学, フロンティア工学系, 教授 (40242218)
中村 隆 国立障害者リハビリテーションセンター(研究所), 研究所 義肢装具技術研究部, 義肢装具士長 (40415360)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 義足 / 適合 / 評価 / 計算機シミュレーション / 福祉用具 / 支援機器 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の最終目的は，計算機シミュレーションを援用した義足の適合・設計技術の基盤を確立することである．この目的のため，これまで開発してきた身体運動シミュレーション技術と共に，義足着用者において直接測ることが難しい断端部の応力分布などの負荷を限られた計測情報から推定する技術と義足の特性や個人ごとの身体特性に依存する身体運動を定量的に予測する技術を開発し，それらを統合することで義足の適合性評価の支援ツールとして応用する．本年度は主に次の２点の研究課題を実施した．実績は以下の通り．
① 利用者と義足の各種特性計測と検証
義足利用者断端部の表面および，骨格・筋・軟部組織の３次元立体形状を縦型MRI装置で取得し，得られた断層像を基に再構成を行った．また，各要素の粘弾性特性分布を計測するため，代表者が提案している超音波エコー画像を用いた押し込み試験法を用いて計測を行い，手法の評価を行った．その結果，各要素を切り分ける画像処理の閾値に依存して大きなバラつきを生ずることが判明し，適切な閾値の設定が課題となることを明らかにした．
② 計算機を援用した適合・設計支援システムの構築
これまでの課題で構築してきた順動力学的解析が可能な義足・身体運動解析システムに加えて，①で取得した断端の３次元立体形状を基に有限要素解析をするシステムを作成し，それを用いた解析により，義足の適合経験豊富な義肢装具士の作成したソケット形状の適合の妥当性について議論した．その結果，ソケットの側面中間部付近において断面積を小さくする（絞る）ことでソケット側面の接触力を高め，摩擦力を大きくすることで断端底部に加わる応力を小さくし，応力の集中を避けていることが確かめられた．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
義足利用者のデータの収集において十分な人数の被験者を募ることができなかった．シミュレーション技術の開発については概ね順調に進展しているといえる．
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度は，複数の義足利用者のデータの収集を行うとともに，新たにシミュレーションにより得られた結果を比較し妥当性の評価を行い，それらを統合することで研究を総括する．
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