著者

但野 茂

出版者

一般社団法人 日本生体医工学会

雑誌

BME (ISSN:09137556)

巻号頁・発行日

vol.6, no.10, pp.42-51, 1992-10-10 (Released:2011-09-21)

参考文献数

42

著者

石川 博將 石川 博将 (1992) WENG George KREMPL Erhar STEIGMANN Da ELLYIN Ferna 佐々木 克彦 但野 茂 村上 澄男 野口 徹 STEIGMANN David F.

出版者

北海道大学

雑誌

国際学術研究

巻号頁・発行日

1991

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1 国際共同研究実施案の作成:研究分担者EIIyin教授のKrempl教授が平成3年8月に国際材料学会のため来日した機会をとらえ,第1回研究会を北海道大学で開催した。そして,本国際学術研究計画の研究内容や研究分担,研究交流日程等の綿密な打合せを行い,具体的実施案を作成した。2 複合材料の力学的特性に関するデータ収集と総括的な検討:平成3年12月に,カナダ・アルバータ大学で本国際学術研究の第2回研究会を開催した。従来からなされてきた複合材料の力学的データを集計・整理した。さらに,各共同研究者がこれまで行ってきた均質材料の弾塑性挙動,繰返し塑性挙動,破壊挙動,粘性挙動,疲労ダメージの累積,疲労挙動等の研究成果を報告し,それらの複合材料への適用性を討論した。そして,今後の共同研究方針を明確にした。3 複合材料の力学に関する先端研究状況の調査:平成3年12月にアメリカ合衆国・アトランタで開催されたアメリカ合衆国機械学会の冬季通常総会に,本研究組織の研究者全員が出席した。本会議に於て複合材料の力学に関する先端研究が多数報告された。各共同研究者は,研究発表すると共に,複合材料の非弾性力学に関し,多数の著名な研究者と討論及び情報交換を行った。そして,当該分野における今野の課題や動向を調査した。4 複合材料の巨視的力学特性の検討:本研究組織の各研究者がこれまで行ってきた均質材料の弾塑性挙動,繰返し塑性挙動,破壊挙動,粘性挙動,疲労ダメージの累積,疲労挙動等の手法を複合材料に適用したさまざまな実験や解析を行った。複合材料の巨視的力学的挙動という観点から,材料力学の体系を総合的に再検討した。5 微視的構造の力学的評価:複合材料特有のマトリックス材と補強材の相互作用を明らかにするために,微視的構造への弾塑性力学,粘塑性力学,破壊力学,損傷力学の適用を試みた。まず,複合材料の力学的挙動を微視的観点から,弾塑性・粘塑性力学により捕らえるために,マトリックス材と補強材の相互作用を,モデル実験等によりその特徴をより詳細に把握した。そして,弾塑性・粘塑性力学により,マトリックス材と補強材の相互作用を説明できる可能性を見いだした。さらに,複合材料の破壊・損傷のメカニズムを微視的に探るために,破壊力学・損傷力学の適用を試みた。マトリックス材と補強材の相互作用を破壊力学・損傷力学で十分解明できる可能性を見いだした。6 微視的構造の疲労評価:微視的構造に対する疲労特性を拡大モデル物験によって行った。微視的構造に対する疲労特性は,巨視的構造の疲労特性に類似することが明確となった。しかし,巨視的構造の疲労特性に比べ微視的構造の疲労特性にはばらつきが見られ,微視的構造の疲労特性に対する各構成材料の依存性を明確にし,疲労ダメージの累積則を適用するためには,実験データの統計的な処理が必要であると推察された。7 微視的力学特性と巨視的力学特性の統一化:上記の結果を踏まえて,巨視的力学的特性がどのような微視的構造に起因するか,また,微視的構造変化が巨視的力学特性にどのような影響を与えるかを検討した。微視的構造変化を弾塑性力学,粘塑性力学,破壊力学,損傷力学的観点からの解明により,微視的力学的特性と巨視的力学特性の統一化の可能性を見いだした。8 第3回研究会の実施及び共同研究成果の取りまとめ:各共同研究者が行った研究成果を持ち寄り,情報交換および研究討論のために,平成4年9月に北海道大学に於て第3回研究会を実施した。そして,共同研究の成果を取りまとめ,複合材料の破壊と強度評価に関する将来の展望を行った。また,同時期に関催された日本機械学会材料力学部門講演会インターナショナルセッションで本共同研究の成果を各研究者により発表し,多数の研究者と本成果について討論した。

著者

但野 茂 GIRI Bijay

出版者

北海道大学

雑誌

特別研究員奨励費

巻号頁・発行日

2010

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骨組織はナノサイズのミネラル粒子がコラーゲン構造に沈着した複合構造を有する。規則的な原子構造を有する材料にX線を照射すると、その規則性に応じて回折X線が発生する。骨組織においては、コラーゲン鎖の周期構造がX線の小角散乱を引きおこし、ミネラル結晶の格子構造からは広角へのX線回折現象が生じる。このX線の回折パターンを解析することで、結晶構造や分子構造といった微視組織の構造変形を検出することができる。そこで、本研究では牛皮質骨から力学実験用の試験片を作製し、試験片負荷時に発生する回折X線の2次元パターンから、ミネラル内部のひずみと結晶学的な構造特徴の変化を調査した。その結果、X線回折により骨組織負荷時にミネラル結晶に明確な構造変化が生じていることが検出された。また、結晶配向と負荷時の変化および除荷時の形態再現性が作用負荷の履歴に依存して変化することを示した。このX線回折結果が示したように、負荷による超微視形態的な変化は明確であるにもかかわらず、作用応力と弾性率の間にはこのような複雑な挙動が現れなかった。すなわち、マクロな特性観察から微視構造に生じる変化を判断することは難しいといえる。今回確認した微視構造レベルのミネラル粒子間および、ミネラル-コラーゲン間の組織の付着と剥離挙動に関する特性は、骨組織破壊の発生源として考えることができる。本結果を生体骨に適用することで、非破壊的に測定可能なナノレベルの構造情報を基にした骨強度診断の実現が期待される。特に、整形外科分野において、骨の加齢や疾患の進行を定量的に診断し、骨折リスクを予測する新しい臨床応用技術として利用される可能性が高い。

著者

中安 稔 森川 学 柴野 純一 但野 茂

出版者

一般社団法人日本機械学会

雑誌

年次大会講演論文集 : JSME annual meeting

巻号頁・発行日

vol.2004, no.7, pp.147-148, 2004-09-04

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In a cold region like Hokkaido having continuous snowfall during winter season, people are often found being slipped or fallen down while walking in the snow covered road. This sometimes causes serious injuries or fracture of bones especially to elderly people, and many of them become bedridden. In the traditional way of gait analysis, limited place and range of experiment were the constraints of measuring device. In this study, gait analysis was performed by using wearable sensors to obtain acceleration and angular velocities without the constraints of place and range of experiment. The experiment was carried out on indoor flat road, indoor stairs, paved sloping road (having slope of 5 degrees), snowy flat road and quasi-snowy flat road. The features of gait on the snowy flat road were obtained from the acceleration values.

著者

柴野 純一 但野 茂 森川 学 中土 幸男

出版者

一般社団法人日本機械学会

雑誌

年次大会講演論文集 : JSME annual meeting

巻号頁・発行日

vol.2003, no.7, pp.125-126, 2003-08-05

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A fall in walking on snowy road often causes sever hip fracture. For especially elderly person, thus hip fracture has high risk for bedridden. The purpose of this study is to investigate the gait characteristics on snowy road. In this experiment, eight healthy subjects walked onto snowy and asphalt roads. Gait accelerations were recorded at 20Hz by micro-accelerators equipped with the head, hip, knee and ankle of them. As a result, it was confirmed that the gate acceleration of each body segment showed different patterns with road conditions. Slipping during gait on snowy road could be detected from the change of acceleration of ankle.

著者

白土 博樹 本間 さと 玉木 長良 久下 裕司 伊達 広行 鬼柳 善明 畠山 昌則 金子 純一 水田 正弘 犬伏 正幸 但野 茂 田村 守 早川 和重 松永 尚文 石川 正純 青山 英史 作原 祐介 鬼丸 力也 阿保 大介 笈田 将皇 神島 保 寺江 聡 工藤 與亮 小野寺 祐也 尾松 徳彦 清水 伸一 西村 孝司 鈴木 隆介 ジェラード ベングア

出版者

北海道大学

雑誌

基盤研究(A)

巻号頁・発行日

2006

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いままでの先端放射線医療に欠けていた医療機器と患者のinteractionを取り入れた放射線治療を可能にする。臓器の動き・腫瘍の照射による縮小・免疫反応などは、線量と時間に関して非線形であり、システムとしての癌・臓器の反応という概念を加えることが必要であることが示唆された。生体の相互作用を追求していく過程で、動体追跡技術は先端医療のみならず、基礎生命科学でも重要な役割を果たすことがわかった。

著者

但野 茂 橋本 伸也 高橋 裕人 吉成 哲 吉成 智

出版者

北海道大学

雑誌

基盤研究(B)

巻号頁・発行日

2000

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車椅子の試作:従来の2輪駆動電動車椅子をベースに構造的、機構的検討のため、四輪駆動電動車椅子を試作した.そして雪路走行実験を行い、四輪駆動の優位性を確認した.また、室内では四輪駆動は不用のため、二輪駆動車椅子で使用できる収納型キャスター輪を考案した.これらの成果を新聞報道した.乗り心地性の客観指標の開発:市販電動車椅子および本開発の四輪駆動電動車椅子を使い、雪路、乾燥路走行時の身体負荷特性を計測した.三軸方向加速度、三軸周りの角速度、座圧分布変化量を用いることで、乗り心地性の客観的評価法が可能であることを確認した.通常路面に比べて、雪道走行では乗り心地性が悪くなった。しかし、本開発した四輪駆動車椅子の乗り心地性は、市販の車椅子に比べて、改善された。シーティング機構の開発:身体機能・状態に合わせた四輪駆動電動車椅子のためのシーティング設計法を考案した.座面角度と背もたれ角度を任意に設定可能な実験シートを作成し、それぞれの角度について走行時の座圧分布を測定した。これらのデータにより、雪道走行に最適な角度があることを示し、シーティング設計と重心位置の移動制御方法を検討した.雪路走行実験:あらゆる条件を想定した実験路面を作成した.そして、走行実験を行った.また、実際の雪路を利用した走行実験を繰返し、乗り心地性を評価した.ジョイスティックの機能デザイン:ジョイスティックの操作制御に学習効果を持たせ、使っているうちに、利用者の感覚と合ってくるものを開発した.試作車の改良と走行実験:試作した車椅子に上記の開発項目を盛り込み、改良を計った.

著者

金田 清志 白土 修 但野 茂 伊福部 達

出版者

北海道大学

雑誌

一般研究(A)

巻号頁・発行日

1992

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1)平成5年度にひきつづき、寒冷暴露下での脊髄損傷者の自律神経系に及ぼす影響を調査するため、人工気象室を利用し、常温(気温24℃、湿度50%)の前室から低温(気温5℃、湿度50%)の環境下に被験者を移動させ寒冷に暴露し、血圧、麻痺のある下肢の血流・皮膚温の変化を測定し解析した。健常者では寒冷暴露と同時に下肢血流量は急激に減少、下肢の体表温度も低下した。血圧の上昇も認められた。再度常温に暴露すると徐々に血流・体表温度とも回復する経過を示した。しかし、脊損者においては寒冷暴露によっても下肢血流量は減少せず、外部環境の影響を受け体表温度は低下した。血圧の変化もなかった。麻痺のレベルが下位胸髄以下では、健常人と類似した変化が認められたが、その変化はわずかであった。従って、脊損者では放射・伝導・対流により体表面からの熱放散が容易に生じることが判明した。冬期間用車椅子試作者と,従来型電動車椅子の走行試験とデータ解析を行った。過酷なアイスバーン状態を想定し、室内に仮設した斜度1/10のスロープに氷板を張って走行試験を実施した。登坂性能および発進性能は、試作車に明らかな優位性が確認された。走行時の加速度を測定し駆動輪スリップ度を評価した。ここでスリップ度Kは、進行方向の加速度を積分して得られる実走速度(La)とモータパルスカウントから得られる理論速度(Lp)の比率(La/Lp)で表わした。K=0で駆動輪がスリップしていない状態、K>0で駆動輪の空転度合、K<0で慣性力によるすべり度合がわかる。雪路の低速モード(3.0Km/h)走行では、市販タイプは、発進時からスリップしているが、試作車はスリップなく安定した走行をしている。高速モード(6.0Km/h)走行では、各車一定のスリップ度を示しながら走行している。しかし、制動時には,試作者はほとんどスリップなく停止した.