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J-GLOBAL ID：201802253807276573   整理番号：18A1428399

人工膝関節全置換術の力学解析のための被験者特異有限要素筋骨格フレームワーク【JST・京大機械翻訳】

A subject-specific finite element musculoskeletal framework for mechanics analysis of a total knee replacement

著者 (7件)： Shu Liming (Department of Mechanical Engineering, School of Engineering, University of Tokyo, Tokyo, Japan) ,  Yamamoto Ko (Department of Mechanical Engineering, School of Engineering, University of Tokyo, Tokyo, Japan) ,  Yao Jiang (Dassault Systemes Simulia Corp., Johnston, RI, USA) ,  Saraswat Prabhav (Dassault Systemes Simulia Corp., Johnston, RI, USA) ,  Liu Yao (Department of Mechanical Engineering, School of Engineering, University of Tokyo, Tokyo, Japan) ,  Mitsuishi Mamoru (Department of Mechanical Engineering, School of Engineering, University of Tokyo, Tokyo, Japan) ,  Sugita Naohiko (Department of Mechanical Engineering, School of Engineering, University of Tokyo, Tokyo, Japan)
資料名： Journal of Biomechanics  (Journal of Biomechanics)
巻： 77  ページ： 146-154  発行年： 2018年 
JST資料番号： D0632A  ISSN： 0021-9290  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： オランダ (NLD)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 有限要素(FE)と筋骨格(MS)モデリング技術の同時使用は,人工膝関節置換術(TKR)手術後の補綴力学と被験者動力学の間の相互作用を考慮することができる。しかし,それは依然として好ましい予測精度と系統的な実験的検証に関して実施されていない。本研究では,被験者特異的MSモデル,靭帯束を有する膝関節モデル,および変形可能なFE補綴モデルの間の相互作用を含むヒトの右下肢の被験者特異的FE-MSモデルを開発する方法論を提示した。その精度を評価するために,FE-MSモデルを従来のヒンジ拘束MSモデルと比較し,歩行サイクルにわたって実験的に検証した。両モデルは,モデルの大きさが異なるが,予測筋力と筋電図結果の間の良好な時間的一致を達成した。平均二乗平均誤差(RMSE)と二乗ピアソン相関係数(r2)によって定量化されたより高い予測精度が,全生体大腿骨接触力に関するMSモデル(RMSE=224.1N,r~2=0.81)と比較して,FE-MSモデル(RMSE=177.2N,r2=0.90)で見られた。接触面積,圧力,および応力を含む接触力学を同時にシミュレートし,最大接触圧,22.06MPaが,超高分子量ポリエチレン,24.79MPaの降伏強さを超えることなく,けい骨インサートの内側側で発生した。このアプローチは正確な膝関節生体力学解析を概説し,TKRにおける個別化された補綴設計と検証を適用する有効な方法を提供する。Copyright 2018 Elsevier B.V., Amsterdam. All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： 下肢 ,  *人工膝関節置換術 ,  ヒト ,  生体力学 ,  *膝関節 ,  相互作用 ,  補綴 ,  予測 ,  靱帯 ,  大腿骨 ,  接触圧
準シソーラス用語： *人工膝関節 ,  接触力 ,  予測精度 ,  *被験者 , 【Automatic Indexing@JST】

著者キーワード (5件)： 並行解析 ,  筋骨格モデル ,  生体力学 ,  検証 ,  人工膝関節

分類 (2件)： 生体代行装置  (EL04000N) ,  筋骨格系・皮膚モデル  (EL02040R)

タイトルに関連する用語 (6件)： 人工膝関節全置換術 ,  力学解析 ,  被験者 ,  有限要素 ,  骨格 ,  フレームワーク