工学の原点に帰ろう
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医工連携人工関節プロジェクト

ナノ表面形状創製プロジェクト

都市環境の再生プロジェクト

障害者ニーズに基づいた支援機器開発プロジェクト

水冷房システムの開発プロジェクト
技術連携による工学力のたまご
たまごの実例
医工連携人工関節プロジェクト 機械システム工学科/田邊裕治教授
 民間企業、大学の先生方、学部生や大学院生がメンバーで産学官協同により行っている共同研究について紹介します。今回は新たに工学部機械システム工学科の3年生が授業の一環として参画してくれました。
 日本は超高齢化社会を迎えており、高齢者の方の生活の質
(QOL:Quality of Life)を向上するためにいろいろな施策が打ち出され、また医療福祉に関する技術開発(診断・治療の方法や車椅子などの福祉介護機器)も盛んに行われています。最近注目されている医療技術の一つにコンピュータ支援整形外科手術(CAOS:Computer-Assisted Orthopaedic Surgery)があります。病気やけがなどで機能を失ってしまった関節を手術によって人工物(人工関節)に置き換えますが、その手術を経験の多い少ないによらず、誰でも正確に行えるようにしようというのがCAOSの目的です。しっかりした手術ができれば約20年間はメンテナンスフリーで人工関節は機能すると言われています。新潟大学でもこのCAOSに関連した要素技術および機器の開発を行っています。この開発を主に担っているのが有限会社KOTsで、民間病院、医学部と工学部の先生方を創業者として新潟県の支援のもと平成16年に設立されたとてもホットなベンチャー企業です。KOTsの母体は約20年間続いている研究会で、研究の牽引役は大学院生と学部4年生、つまり学生さんが主役の研究会というのが特徴です。そこに民間病院の先生や技師の方、医学部や工学部の先生、地元企業の技術者、新潟県の研究所の人たちなどが加わり、現在も月1回全員が顔を揃えて熱い議論を交わしています。KOTsでは実際の製品作りや論文・特許を出すのは勿論のこと、医工連携の教育の試み、外国人研究者の招聘や学生の長期派遣といった国際交流も行ってきました。現在多くの研究開発課題を抱えていますが、今回学部3年生が開発した製品は次のとおりです。約半年間という短い開発期間でしたが、何とか形になりました。医療現場での声を聞き、それを図面に具体像として描き(場合によっては強度計算し)、その企画案を多くの技術者や研究者に検討してもらう。そして、実際に加工して製品をつくるというプロセスを学んでもらえたと思います。出来上がったものはいずれもプロトタイプの製品で、現在、医療現場にて試用してもらっています。現場からの意見に基づいた改良を加えて市場に出す予定でいます。
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透視X線による膝関節運動測定用踏み台
 建築人工膝関節のCADデータの形状を透視X線撮影像から作成した三次元コンピュータモデルに重ね合わせることで膝関節運動を解析します。対象となる高齢者の方は膝の安定性が悪く、最適な撮影位置に膝を維持するのが困難なため、高さ調節が可能な専用踏み台を作りました。
人工股関節臼蓋掘削管理・支援のためのジグ開発
 人工股関節手術の臼蓋(大腿骨が骨盤に勘合するところでクレーター状になっています)掘削を術前計画に従って行うためのジグを製作しました。術前計画ではコンピュータ上で人工股関節の設置位置を三次元的に指示するため、臼蓋掘削用のツールを指示されたとおりの位置、方向に装着するためのジグが必要となります。
膝不安定性の測定装置
 リハビリテーションに関した装置で、理学療法士の方の要望に応えるために考えました。膝前十字靱帯の手術前後で膝の回転がどう変化したかを測定(診断)する装置です。患者さんを座らせた状態で、膝を曲げる角度を任意に設定でき、足首のところを回して大腿骨と脛骨の回転角度の差を見るものです。しかも三次元画像情報として測定データを取得することを考えています。
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