褥瘡の根本的な発生要因の解明は、介護・看護法の改善に重要な課題となっている。本研究では、臀部の骨－筋肉界面の線維組織の損傷に起因するとの仮説に立脚し、界面ひずみをイメージベース有限要素法により解析し、バイオメカニズム的病因を分析した。脂肪と筋肉の力学的物性値および分量、損傷部位とその大きさ、体位の違いの計7つのパラメータに不確かさを考慮したモンテカルロシミュレーションにおいて、高いひずみ値になるパラメータの組を探索する独自手法を開発した。解析結果より、仰臥位で脂肪量が多い患者で、脂肪と筋肉のヤング率が低い場合に、せん断ひずみによる繊維損傷リスクが特に高まるとの知見を得ることができた。
It is important to clarify the fundamental cause of occurence of pressur ulcer to improve the nursing care for its prevention. Based on the hypothesis that the initial cause of pressur ulcer lies in the damage of fibril tissue at the interface between bone and muscle in the human buttock, in this study, interfacial strain analysis was carried out by image-based finite element method and the biomechanism was discussed. An original computational method has been developed to find the pair of parameters that lead to high strain value in the Monte Carlo simulation considering the uncertainties in 7 parameters. They are the mechanical properties of fat and muscle, volume fraction of fat, location and size of damage and positioning. The numerical results implied that the risk of fibril tissue damage due to shear strain increased if the Young's moduli of fat and muscle are low for such patient that has high volume fraction of fat, lying on bed in supine position.

研究種目 : 挑戦的萌芽研究
研究期間 : 2011～2013
課題番号 : 23656092
研究分野 : 工学
科研費の分科・細目 : 機械工学, 機械材料・材料力学