プ ラスチ ック短下肢装具 にお ける有 限要素解析 の有効性評価

プ ラスチ ック短下肢装具 にお ける有 限要素解析 の有効性評価

山 中 隆1、 北 山 一 郎1、 中 野 耕 助1、 北 野 将 利1

要 旨

脳 卒 中片 麻 痺 者 の 歩 行 支 援 に 用 い る プ ラス チ ック短 下肢 装 具(PAFO)は 最 も基 本 的 な 事 項 を除 い て そ れ ぞれ の義 肢 装 具 士 の 経 験則 に も とつ い て 製 作 され て い る現 状 に あ る。 これ を解 決 す る方 法 と して は 、 有 限 要 素法 な どに よ るシ ミュ レー シ ョンで の 援 用 が 期 待 され て い るが 、従 来 装 具 に荷 重 を負 荷 した 実 際 の 装 具 の変 形 と シ ミュ レー シ ョン との整 合 性 を確 か め た 研 究 は ほ とん どな い。 本 研 究 で は 、3Dス キ ャ ナ で 装 具 形 状 を モ デ ル デ ー タ化 し、有 限要 素解 析(FEM)を お こ な っ た シ ミュ レー シ ョン値 と実 際 に荷 重 を か け た と

き の変 位 量 の 実 験値 を 比較 し、整 合 性 を確 か め有 効 性評 価 を実 施 した 。

キ ー ワ ー ド:プ ラ ス チ ッ ク 短 下 肢 装 具 、 有 限 要 素 解 析 、 整 合 性 、 シ ミ ュ レ ー シ ョ ン

1.諸 論

平 成20年 度 人 口動 態 統 計,月報 年 計(概 数)の 概 況(厚 生 労 働 省)で は 、脳 卒 中 に よ る死 亡 者 は12万7千 人(死 因 総 数 のll.1%)で 、 悪1生新 生 物(30%)、 心 疾 患(15.9%)に 次 ぐ主 要 な死 亡 原 因 で あ る。 近 年 の 緊 急 医療 体 制 の技 術 の 向上 に よ り、 死 因 総 数 は減 少 傾 向 に あ る が 、 脳 に 障 害 が残 る場合 が 多 い こ とか ら身 体 麻 痺 を は じめ とす る種 々 の 後 遺 症 に よ る不 自由 さの 程 度 は 非 常 に高 い と され て い る。 そ の 中で 、 特 に 下 肢 障 害 は 歩 行 を 困難 に し、 日常 生 活 に 多 大 な影 響 を及 ぼ して い る。そ の 動 作 を支 援 す る た め に 、多 くの脳 卒 中 片 麻 痺 者 に 対 し短 下肢 装 具 が処 方 ・適 応 され て い る。

ま た 、 そ れ らの 短 下肢 装 具 は 、 高 島 が 行 っ た 短 下 肢 装 具(AFO)製 作 数 の調 査1‑1)によ る と、 プ ラス チ ック短 下 肢 装 具 (PAFO)が75%で 金 属 支 柱 型 が23%で あ る こ とが示 され て お り、プ ラ ス チ ッ ク短 下肢 装 具(以 下 、装 具 とす る)が 非

常 に 多 く使 用 され て い る こ とが わ か る。

しか し、 これ らの製 作 に あ た っ て は 、基 本 的 な項 目以 外 の厚 み 、 形 状 等 の 多 くは 医者 や 義 肢 装 具 士 の経 験 則 に基 づ い て お り、 明 確 な処 方 基 準 は 現 在 ま で の と こ ろ確 立 され て い な い 。 実 際 に 装 具 を作 製 後 、PAFOの 製 作 上 厚 み を 変 え る あ る い は 形 状 を も と に戻 す とい っ た 作 業 を行 うこ とは事 実 上 不 可能 で あ る こ とは 処 方 基 準 の 確 立 を 困 難 に し

て い る要 因 の ひ とつ と考 え られ る 。 こ の課 題 を解 決 す る方 法 と して 、 有 限 要 素 解 析 等 に よ る シ ミ ュ レー シ ョン の利 用 が 考 え られ る。 加 工 を実 施 す る 前 に 、 シ ミ ュ レー シ ョン に よ る装 具 の変 形 状 態 を調 べ た 後 、 実 際 に製 作 を お こ な うこ と は合 理 的 な製 作 手 順 で あ る 。 しか し、 シ ミュ レー シ ョン の 実 施 に あ た っ て は 、 実 際 の装 具 の 変 形 状 態 を再 現 して い る か ど うか につ い て は非 常 に 大 き な 問題 で あ るに も 関 わ らず 、 現 在 ま で ほ とん ど実 施 され て い な い。

本 研 究 で は 、 著 者 らの チ ー ム が 開 発 した装 具 に か か る荷 重 計 測 シ ステ ム を 用 い て測 定 した装 具 に か か る 荷 重 デ ー タ を も とに 、装 具 に負 荷 をか け た 際 の 変 位 量 を マ イ ク ロメ ー タ に よ り計 測 した 。ま た 、有 限 要 素 解 析 ソ フ ト(ANSYS) を 用 い て 、3Dス キ ャ ナ で 作 成 した 装 具 モ デル に、装 具 変 位 量 の 計 測 実 験 と同様 の 位 置 に荷 重 を負 荷 し、装 具 腓 腹 部 の 変 位 量 を 計 測 した。 マ イ ク ロ メ ー タ よ り得 られ た 変位 量(実 験 値)とANSYSよ り得 られ た 変 位 量(シ ミュ レー シ ョン値)の 比 較 を お こな い 、 実 験 値 とシ ミ ュ レー シ ョン値 の整 合 性 を調 べ た の で報 告 す る。

原 稿 受 付2016年1,月11日

1.近 畿 大 学 生 物 理 工 学 研 究 科,〒649‑6493和 歌W県 紀 の 川 市 西 三 谷930

2研 究 方 法

2.1装 具 ト リ ミ ン グ と 計 測 装 置

本 研 究 で は装 具 使 用 者(片 麻 痺 者)の 採 型 に基 づ き製 作 され た3点 の装 具(装 具1、 装 具H、 装 具 皿)を 使 用 し た 。 被 験 者 の 脇 鰭3人 の情 報 とBrunnstromstageを 表1に 示 す 。 装 具1は 撒 都 装 具IIは 轍 者B、 装 具 皿 は 被 験 者Cそ れ ぞれ の 装 具 で あ る。図1に 装 具 の 主 要 な 寸 法 パ ラ メ ー タ を 、表2に 各 装 具 の パ ラ メ ー タ の 値(㎜) を 示 す 。 ま た 、 表2に 記 され て い るW3は ト リ ミ ン グ 幅 を 表 す 。 これ らの装 具 の 内 、装 具1で は歩 行 実 験 で獲 得 した 立脚 相 初 期 に 出 現 す る底 屈 方 向最 大値 と立 脚 相 後 期 に 出 現 す る背 屈 方 向最 大値 を負 荷 す る実 験 を 実 施 した。

ま た 、 装 具IIに 対 して は、 トリ ミ ン グ(装 具 を 削 る こ とで 形 状 を変 え る 作 業)に よ りデ ー タ が どの よ うに 変 化 す る か を調 べ る た め、 図2に 示 す よ うにSumiya‑i)ら の ト リ ミン グ方 法 に した が っ て 、(a)0㎜(ト リ ミン グ な し)、

(b)10㎜ 、(c)13㎜ の 間 隔 で ト リ ミン グ を施 し、デ ー タ を 取 得 した 。 こ こで 、 図2の(a)お よび(b)で 装 具 に 貼 付 して い る黒 色 お よび 黄 色 の テ ー プ は 、 外 形 形 状 測 定 用 と して 貼 付 した も の で あ る。 同 図 の(a)お よび(b)の

黒 色 のテ ー プ 部 分 の 一 部 をSumiyaら の方 法 で トリ ミ ン グす る と図 の(c)と な る。 同 装 具IIに 対 して は 、 装 具 に対 し垂 直 下方 お よび 上 方 に9.8N〜58。8Nの 荷 重 を負 荷 条 件 と した。 さ ら に装 具 皿 は 、装 具1の 確 認 の た め 、歩 行 実 験 で 獲 得 した 底 屈 方 向最 大 荷 重 を負 荷 した 実 験 を実 施 した 。 ま た 、 装 具 を 固 定 し荷 重 を負 荷 す る装 置 と して 図3に 示 す よ うな静 的 荷 重 負 荷 実 験 装置 を 製 作 した 。 実 験 で は マ イ ク ロメ ー タ に よ り荷 重 を負 荷 した状 態 の 特 定 の 場 所 の変 位 量(実 験 値)を 計 測 した 。 これ と同 時 に そ れ ぞれ の 装 具 に相 当す る荷 重 を負 荷 した 状 態 の 変位 量 を有 限 要 素 解 析

(ANSYS)に よ り獲 得 した。

表1被 験者(片 麻痺者)の 情報 被 験 者A被 験 者B被 験 者C 年 齢62

性 別 女 性

体 重 〔kg〕64.9

72 男 性

68

68 男 性

65 U/E

forger L/E

V 四 V

皿 〜1V V 皿 〜1V

皿 皿

H 1

、

、 ti

3

㍉Nら

S

1

H

II

W:

W、:装 具 上 端 幅W2:装 具 足 底 長 さW3:ト リ ミ ン グ幅H:装 具 高 さ 図1装 具 の 寸 法 パ ラ メ ー タ

表2各 装具 の寸 渕 直(㎜)

W1 w2 W3 H

装 具1 装 具H 装 具皿

EO[0000ρOOO

2420387 2400^‑13341 2370340

ノ0

(a)ト リ ミ ン グOmm

虞 ﹁ ま

゜ 、 へ.イ

㌔幽 駄1・・

(b)ト リ ミ ン グ10mm(c)ト リ ミ ン グ13mm 図2装 具 ト リ ミ ン グ の 例(装 具II)

慈

ジ

i

1̀昏

図3静 的荷重負 荷実験 装置

2.2計 測 条 件

本 実 験 で は 種 々 の 条 件 と測 定 箇 所 で 変 位 量 の 計 測 を お こ な っ た 。 装 具1、Hの 底 屈 方 向 に荷 重 した 時 の 計 測 点 を 図4(a)に 示 す 。 測 定 日寺に設 置 した セ ンサ の 中 心 を原 、点(図 の 中央 の ○ で示 した 位 置)と し、そ こ か ら上 下20㎜ の 位 置 にA点 とB点 、左 右50㎜ の位 置 にC点 とD点 と した 。 ま た 、胡 方 向荷 重 日寺の計 測 点 は 図4(b)を 示 す 。 上 記 と 同様 に原 点 か ら上 下20㎜ の位 置1こE点 とF点 と し、 これ らの 計6点 を 計 測 点 と した 。 これ らの 装 具 に 鮒

す る荷 重 条 件 は9.8N、19.6N、29.4N、39.2N、49.ON、58.8Nと した 。 荷 重 条 件 の 内 、装 具1に 対 して は 歩 行 実 験 に よ り獲 得 した デ ー タ を用 い た。 装 具1の 歩 行 分 析 デ ー タ か ら、 最 大 底 屈 荷 重 の作 用 点 が 設 置 した セ ン サ の 中心 か ら上 方 に56.6㎜ 、 内側 方 向 に一〇.02㎜ の位 置 に(Fx,Fy,Fz)一(12.8,‑6.2,55.1)Nの 力 が 生 じて い る こ とが わ か っ た。最 大 背 屈 荷 重 の 作 用 点 が設 置 したセ ンサ の 中 心 か ら上 方 に56.8㎜ 、内側 方 向 に2.6mmの 位 置 に(Fx,Fy, Fz)一(‑3.1,‑6.2,‑98)Nの 力 が 生 じて い た。 これ らのFx,Fy,Fzの 平 方 和 を も とに底 屈 方 向 時 は56.8N、 背 屈 方

向 時 は98Nの 錘 で 荷 重 を か け る実 験 を お こ な っ た 。歩 行 実 験 に よ り装 具 皿 にお い て は 、最 大 底 屈 荷 重 点 は 原 点 か ら 上 方 に63.2mm、 内側 方 向 に21.4mmの 位 置 に(F瓦Fy,Fz)一(32.1,‑1.7,73.3)Nの 力 が 生 じて い た こ とカ・

ら、負 荷 す る荷 重 は80.4Nと した 。 一 方 、ANSYSで の 初 期 条 件 と して 、 ヤ ン グ率 は平 成26年3月 に 一 般 財 団 法 人 化 学 研 究 評 価 機 構 高 分 子 試 験 ・評 価 セ ン タ ー に依 頼 した ポ リプ ロ ピ レン の材 料 特 性 の 結 果 と して の ヤ ン グ 率2030

MPaを 使 用 し、ま た 、ボ ア ソ ン比 につ い て は 、嶺 ら(2‑2)によ る プ ラス チ ック 装 具 の研 究 で の材 料 特 性 結 果 で あ る ボ ア ソ ン比0.4103を 使 用 した 。

〆

D羅a

︑ 嶺

・

陰

(a)底 屈方 向時の計測 点 (b)背 屈方 向時の計測点

図4計 測位 置

3.有 限 要 素 解 析 時 の 拘 束 条 件 と荷 重 条 件

拘 束 条 件 は 歩 行 分 析 で 足 底 に設 置 した2点 の6軸 力 覚 セ ンサ の デ ー タ か ら、 図5の 赤 円 の 内側 の よ うに 足 底 部 を 拘 束 した。装 具IIの 底 背 屈 方 向 時 に 一 定 の垂 直 荷 重(9.8N〜58.8N)を 負 荷 す る際 の 拘 束 条 件(足 底 部 の 中 央 周 辺)

を 図5(a)に 示 す 。 装 具1、 皿 の 底 屈 方 向 時 の最 大 荷 重 時 を模 擬 した拘 束 条 件(足 底 部 の踵 周 辺)を 図5(b)、 背 屈 方 向 時 を模 擬 した 拘 束 条 件(足 底 部 の つ ま先 周 辺)を 図5(c)に 示 す 。 な お 、 図5(b)、(c)の 拘 束 条 件 は 、 歩 行 実 験 に お け る足 底 に設 置 した力 覚 セ ンサ の デ ー タ を も と に決 定 した 。 ま た 、 荷 重 条 件 は 次 の とお り と した 。 装 具Hの 実 験 時 に お こ な っ た 荷 重 条 件 は 、 図6(a)に 示 す よ うに原 点(セ ン サ の 中心 部)か ら底 屈 方 向荷 重 時 を赤 矢 印 の 方 向 、 背 屈 方 向 荷 重 時 を 黒 矢 印 の 方 向 に一 定 の 荷 重(9.8N〜58.8N)を 負 荷 した 状 態 で 実 施 した。 ま た 、装 具1と 装 具 皿 の 荷 重 条 件 は、2.2計 測 条 件 の 節 に示 した 荷 重 条 件 を それ ぞ れ の 装 具 に負 荷 した 。 ま た 、 各 装 具 モ デ ル の節 点数(Node) お よび 要 素 数(Element)を 表3に 示 す 。

鷺.SRC..̀

.cns.‑

m̲̲.e 鷺.

(a)底 背 屈 方 向 時(b)底 屈方 向 時 図5拘 束 条 件(赤 円の 内側)

(c)背 屈 方 向 時

鷺 ρPrye.^ 禽,roc.^ 禽,

背屈方向荷重 底屈方向荷重

(a)底 背 屈 荷 重 時 (b)最 大底 屈 荷 重 時 図6荷 重 条 件

(c)最 大 背 屈 荷 重 時

表3有 限 要 素 解 析 に お け る 各 装 具 モ デ ル の 節 点 数(Node)お よ び 要 素 数(Element)

NodeElement 装 具1779814042

装 具10mmtrimming1145020873 装 具110mmtrimming821214748 装 具113mmtrimming723613248 装 具 皿1086719456

4.結 果

本 実 験 か ら 得 ら れ た 計 測 結 果(実 験 値)とANSYSに よ る 解 析 結 果(シ ミ ュ レ ー シ ョ ン 値)を 比 較 し た 図 を 下 記 に 示 す 。

図7か ら 図9で は 、 装 具II(ト リ ミ ン グOmm、 ト リ ミ ン グ10mm、 ト リ ミ ン グ13mm)に 対 し て 、 荷 重 条 件 を9.8Nか ら9.8Nご と に58.8Nま で と し、 拘 束 条 件 は 図5(a)に 示 した 通 り に お こ な っ た 。 こ れ ら の 条 件

の 下 で 得 ら れ た 実 験 値 と シ ミ ュ レ ー シ ョ ン 値 を 比 較 し た 図 で あ る 。

60 50 40  2 30 窯a

20 10 0

0 M

鱒

  ・   ・

r

●

  Actualvalue

・Simulationvalue

123456

Displacement(mm)

60 50

,..,40 z30 窯 aZo

10 0

0 r

r r

  ・   ・

r

  Actualvalue

・Simulationvalue

    ヨ  

Displacement(mm)

5

(a)A点 (b)B点

60

50

,一,40

乙

℃30 0 日20

10

0 0

▲●

  ・   ・

  ・  ・

  ・

  Actualvalue

・Simulationvalue

1234

Displacement(mm) ⁵

60

50

,.一,40

乙

℃30 0 日20

10 0

0

鱒 齢

r  ・

▲●

r

  Actualvalue

・Simulationvalue

1234

Displacement(mm)

5 6

(c)C点(d)D点

図7ト リ ミ ン グOmm装 具IIの 実 験 値 と シ ミ ュ レ ー シ ョ ン 値 の 比 較 図

60 50 ., 40 z口30 窯 320

10 0

60 50 ,一,40 星30 葱 a20

]0 0

60 50

^40z 星30 窯

a20 10

0

60 50 ,..,40 zb 30

0a20

10 0

●▲60Ω60● ▲

Ω50」 ●50● ▲

r24° ∂ 乞4° ・▲

・̀一'30b」 ●b30● ▲

お む

razo」 ● 日20色

・ ・  Actualvalue

・Simulationvalue1・ ▲ ・  Actualvalue・Simulationvalue1・r  Actualvalue・Simulationvalue

oIIo Ol23456701234560123456

Displacement(㎜)Displacement(mm)Displacement(mm)

(a)A点(b)B点(c)C点

Ω6° ● ▲6・ ● ▲

の50● ▲50● ▲

▲●,一.40鮎,一,40● ▲

rrl::M・1銘Y色

 Actualvalue

 ActualvaluelO▲ ● ▲A

ctualvaluelO▲ ●

  ・

●Simulationvalue●Simulationvalue●Simulationvalue OO O12345611012345678110123456

Displacement(㎜)Displacement(mm)Displacement(mm)

(d)D点(e)E点(f)F点

図8ト リ ミ ン グ10mm装 具IIの 実 験 値 と シ ミ ュ レ ー シ ョ ン 値 の 比 較 図

.60● ▲60● ▲

・50●L50●L

2 ̲40r.一.40亀

r乙30∂ _{‑ai‑ii‑d} 乙30」D

お お

Ya20」 ●a20」 ●

 Actualvalue  Actualvalue

 Actualvalue101111011t

▲●

・Simulationvalue

●Simulationvalue●Simulationvalue oiio O1234561101234511012345

Displacement(mm)Displacement(mm)Displacement(㎜)

(a)A点(b)B点(c)C点

▲ ●60● ▲60● ▲

  ・IIso・   IIsoI・  

..▲ °4b3:Y°

む

お

▲ ●a202320●

・ ・  Actualvalue

・Simulationvaluel・Y  Actualvalue・Si

mulationvalue1・r  Actualvalue・Simulationvalue

OOOl234 560123456780123456 Displacement(mm)Displacement(mm)Displacement(mm)

(d)D点(e)E点(f)F点

図9ト リ ミ ン グ13mm装 具11の 実 験 値 と シ ミ ュ レ ー シ ョ ン 値 の 比 較 図

図10、llで は 、 装 具1、 装 具 皿 に 対 して 荷 重 条 件 を 歩 行 分 析 デ ー タ か ら得 られ た 荷 重 と し、 拘 束 条 件 は 図5(b)、(c)と し た 。 同 図 は こ れ ら の 条 件 の 下 で 得 られ た 実 験 値 と シ ミ ュ レ ー シ ョ ン 値 を 比 較 し た も の で あ る 。

10 ら(日日ご口Φ日8頸量(︻ 0

Actualvalue Simulationvalue

!へ35

旦::

君20

§ 、5 番 、。

55

0

Actualvalue Simulationvalue

(a)最 大 底 屈 方 向 荷 重 の 場 合(b)最 大 背 屈 方 向 荷 重 の 場 合 図10装 具1の 実 験 値 と シ ミ ュ レー シ ョ ン 値 の 比 較

15

051(藝)損︒目8些量O 0

Actualvalue Simulationvalue

図ll装 具 皿 の 実 験 値 とシ ミュ レー シ ョ ン値 の比 較

5.考 察

い ず れ の デ ー タ も シ ミュ レー シ ョン値 と実 験 値 が ほ ぼ 一 致 して い る こ とが わ か っ た。 こ の こ とは 、 今 回 の 荷 重 条 件 や 拘 束 条 件 、 有 限要 素解 析 の設 定 数 等 の各 条 件 の も と、 装 具 に か か る変 位 量 を シ ミ ュ レー シ ョ ン に よ りほ ぼ類 推

で き る こ とが 示 され た と考 え る。

一 方、装 具1、H、 皿 の そ れ ぞ れ の 実 験 値 と シ ミュ レー シ ョ ン値 の 間 に は 多 少 の差 が み られ る。 これ は 、 装 具 の 厚 み とANSYSの 装 具 モ デ ル の 厚 み との 差 が原 因 の 一 つ と考 え られ る。 義 肢 装 具 士 に よ っ て 製 作 され た 実 装 具 は 、 必 然 的 に装 具 の 形 状 や 厚 み が部 分 的 に異 な る結 果 とな る。一 方 、3Dス キ ャ ナ で 取 得 した 装 具 モ デ ル に装 具 本 来 の部 分 的 な 厚 み付 け をお こな うこ とは 非 常 に 困難 で あ る こ とか ら、ANSYSの 解 析 で は 実 装 具 の 測 定 結 果 の 平 均 値 を 用

い て 均 等 に厚 み を付 け る こ と と した 。 こ の た め解 析 デ ー タ と実 装 具 の 問 で 、 デ ー タ に 多 少 のず れ が 生 じる こ と とな っ た と考 え られ る。 この こ とは 、 図10お よび 図llに あ る よ うに 実 験 値 とシ ミュ レー シ ョン値 の デ ー タ 間 に 多 少 の 差 が 生 じた 要 因 の 一 っ と考 え られ る。

ま た 、 シ ミュ レー シ ョ ンの 結 果 に お い て 、得 られ た 各 点 艇 長 した 直 線 の 中 に 、0.2㎜ 以 内 で は あ る が原 点 を通 過 しな い 場 合 も観 察 され る。 これ は 、 装 具 が プ ラ ス チ ッ ク材 料 で構 成 され て い る こ とか ら、 プ ラス チ ック材 料 固有

の粘 弾 性等 に 基 づ く非 線 形 要 素 や 装 具 の複 雑 な 形 状 か らの 荷 重 と装 具 変 形 の 非 線 形 性 が影 響 して い る と考 え られ る。

これ ら多 少 の 差 異 は 見 られ る も の の 、基 本 的 に は 実 験 値 とシ ミュ レー シ ョン の デ ー タ は ほ ぼ 一 致 して い る こ とか ら、

今 回 の 条 件 に 基 づ くANSYSで の 解 析 は 有 効 で あ る と考 え る。

6.ま と め

今 回 、実 際 の装 具 に 荷 重 を負 荷 した とき に得 られ た 変 位 量(実 験 値)とANSYSに よ る有 限要 素解 析 の 変位 量(シ ミ ュ レー シ ョン値)の 整 合 性 に つ い て 研 究 を お こ な っ た 。 そ の結 果 、 基 本 的 に はデ ー タが ほ ぼ 一 致 し,荷 重 条 件 や 要 素 数 な ど今 回 設 定 した 各 種 条 件 を も とに 実 施 したANSYSの 解 析 は 有 効 で あ る と確 認 で きた 。 今 後 こ のデ ー タ を 活 か し、装 具 設 計 の 開発 に貢 献 で き る も の と考 え られ る。

参 考 文 献

(1‑1)高 嶋 孝 倫:プ ラ ス チ ッ ク 短 下 肢 装 具 の 現 況 一 短 下 肢 装 具 の 矯 正 力 と 痙 性 と の 適 応 に 関 す る 考 察 一 日 本 義 肢 装 具 学 会 、19、2(2003)ll4‑ll9

(1‑2)Holtkamp,F.andZaalen,Y.A.:WhatCanWeLearnfromAnkleFootOrthosisusersSatisfaction?

AsstiveTechnology:FromResearchtoPracticeAAATE2013,33(2013),810‑814

(2‑1)Svumiya,T.,Suzuki,Y.,Kasahara,T.,Ogata,H.:Instantaneouscentersofrotationindorsi/plantarflectionmovementsof posterior‑typeplasticankle‑footorthoses,JournalofRehabilitationResearchandDevelopment,Vol.34No.3(1997), 279‑285

(2‑2)嶺 也 守 寛:非 線 形 有 限 要 素 解 析 に よ る 短 下 肢 装 具 設 計 過 程 で の 可 擁 性 評 価 手 法 、 ラ イ フ サ ポ ー ト 、voll.19No.1、

2

英 文 抄 録

EffectivenessAssessmentofFiniteElementAnalysisofPlasticAnkle‑footOrthoses

TakashiYamanakal,IchiroKitayamal,KosukeNakanol,andMasatoKitano'

ThereisPlasticAnkle‑footOrthoses(PAFO)(Asfollows,Wecolleditorthoses.)touseforthewalksupportoftheperson withstrokesingleparalysisinthepresentconditionsproducedbasedonthelawlearnedbyexperienceofeachartificiallimb Orthosespersonexceptthemostbasicmatter.Foramethodtosolvethis,invocationofthesimulationbyfiniteelementmethods isexpected,but,asforthestudythatcheckedtransformationoftherealharnesswhichburdenedloadtoorthosesconventionally andconsistencywiththesimulation,itisrare.Inthisstudy,Imadeorthosesshapemodeldatawith3Dscannerandcomparedthe experimentalvalueofatheoreticalvalueandthedisplacementquantitywhenIreallyhungloadthatperformedafiniteelement analysis(FEA)andcheckedconsistencyandcarriedoutaneffectivenessassessment.

Keywords:PlasticAnkle‑footOrthoses(PAFO),FiniteElementAnalysis(FEA),consistency,EffectivenessAssessment

1.DepartmentofBiomedicalEngineering,KindaiUniversity,Wakayama649‑6493,Japan