2016 Fiscal Year Annual Research Report
Development of strength index of human bones by using natural frequencies of bones and measurement equipment for evaluating muscle load
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26350659
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
矢野 澄雄 神戸大学, 人間発達環境学研究科, 教授 (20115306)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
福田 博也 神戸大学, 人間発達環境学研究科, 准教授 (90294256)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 骨強度指標 / 生体計測 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
１．転倒骨折や骨粗鬆症に関連して、骨の質・強さを評価する指標作成のため、工学的な強度評価に用いる骨断面係数をCT画像から解析して加齢的推移を調べた。手首側から前腕骨長の20％部位では皮質骨が多く、橈骨断面のうち皮質骨に相当する部分の骨断面係数(Zx,Zy)の年齢層別（50歳代、60歳代、70歳以上の）平均値と標準偏差を算出し考察をした。ZxとZyの値は加齢とともに低下し、50歳代平均値に対する70歳以上の層の平均値の比は各々20％近く減少すること、および二つの年齢層間には0.5%水準で統計的に有意な差がみられることがわかった。20%部位では骨断面は真円ではない形状であり、CT画像ではZxの方が常にZyよりも小さな値をとり、比Zx/Zyでみると0.8程度の方向差がみられた。同じ大きさの曲げモーメントに対して、x方向(Zx)の方がy方向よりも強度は弱いことになる。弱い方のZxは50歳代と60歳代の間の低下に5%水準で統計的に有意な差がみられるが、強い方のZyは有意な低下時期が60歳代と70歳代の間という違いがあることも重要な結果である。骨の断面積自体の平均値は三つの年齢層でほぼ同じであるにもかかわらず、断面係数を用いた強度評価には意義がある。また20%部位での皮質骨密度と比較すると、50歳代層に対する70歳以上の年齢層の平均値の低下率は10%弱であり、加齢的特性を反映する骨断面係数の方が有効で、強さ指標の一つとして使えると考えられる。
２．下肢にかかる荷重や足底の反力を測定する装置の開発に関しては、点型の圧力センサをどう配置すれば足底圧力から反力を捉え、より少ない個数で効率的に実現できるかを検討した。そのため立位および歩行時に、圧力シートを用いて荷重がどの部分にかかる分布状況を調べて、踵、拇趾と拇趾球部を一つになど大きな領域に集約してルール化した。
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