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Development of mattress hardness and learning model effective for pressure ulcer prevention in prone position surgery using stress analysis

利用应力分析开发可有效预防俯卧位手术中压疮的床垫硬度和学习模型

基本信息

批准号：
21K17361
负责人：
熊谷あゆ美
金额：
$ 2.58万
依托单位：
Fukui Prefectural University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

手術室における体位別褥瘡発生率は、腹臥位が一番高い。褥瘡予防には適切なマットレスの使用が推奨されている。そのため、腹臥位手術の褥瘡予防に有効なマットレスを検討する必要があると考えた。褥瘡は骨突出部の皮膚軟部組織に高い外力が加わり、圧迫されて発生する。外力が加わることによって、皮膚軟部組織の内部には応力が発生し、その影響で変形する。自身の臨床研究をもとに、皮膚軟部組織に加わる圧力や褥瘡発生はマットレスの硬さと関係することから、マットレスの硬さに着目した。本研究では、腹臥位手術の褥瘡予防に有効なマットレスの硬さを皮膚軟部組織の変形をもとに明らかにする。はじめに、硬さや形状の異なるマットレス上に腹臥位となり、外力が加わった腸骨部の皮膚軟部組織の変形の違いを、MRIをもとに腸骨部の皮膚軟部組織とマットレスの有限要素モデルを作成する。この有限要素モデルをもとに、対象者の有限要素モデルを作成し、応力解析を行う。この応力解析で得られた皮膚軟部組織の応力、ひずみ、変位の違いをもとに、応力、ひずみ、変位が小さい褥瘡予防に有効なマットレスの硬さを明らかにする。なお、このモデルによる解析データの妥当性の検証には、対象者から収集した腹臥位の腸骨部の体圧分布データを使用する。次に、有限要素モデルによる応力解析で得られた皮膚軟部組織の応力、ひずみ、変位のデータを構築し、患者個々の体型に応じたマットレスの硬さを提案するための機械学習モデルを開発する。

In the operating room, the incidence of bedsores is twice as high in the abdominal position. Pressure sores are prevented from being used properly. To prevent bedsores in abdominal recumbent surgery, it is necessary to investigate the causes of bedsores. Pressure sores occur when external forces are applied to the skin and soft tissue of the bony protrusion. External forces are applied to the skin, and internal forces in the soft tissue of the skin are generated and affected. Clinical research on skin and soft tissue stress The purpose of this study is to prevent decubitus ulcers from occurring in the hard and soft tissues of the abdomen. The shape of the soft part of the ilium is different from that of the hard part. The external force is applied to the soft part of the ilium. The MRI is used to make the soft part of the ilium. When this finite element model is created, the finite element model of the object is created, and force analysis is performed. The force analysis results in the skin soft tissue pressure, internal pressure The analysis of the validity of the data is based on the use of the data of the body pressure distribution of the abdominal lying position of the object. Second, the finite element analysis of the soft part of the skin, the structure of the body, the mechanical learning of the development