Development of a robotic system for joint mechanical tests : Application to the ligament reconstruction assessment

开发用于关节机械测试的机器人系统:在韧带重建评估中的应用

基本信息

  • 批准号:
    15591603
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.24万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
  • 财政年份:
    2003
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2003 至 2005
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

For a meaningful research to determine the knee function and ligament reconstruction, we have been developing a joint loading system using a robotic technology including a robotic manipulator and multi-DOF load transducer technique. The objectives of the present study are to develop and modify the robotic system capable of 6 degree-of-freedom position and force/moment control of the human knee joint, to determine the contribution of ligament bundles (for example anteromedial bundle of the ACL) to the stability of the knee, and to evaluate the significance of the multi-bundle reconstruction technique of the ACL and other ligaments. A 6-DOF manipulator, originally developed by Sekito and Fujie et al., was modified. The manipulator was designed specially for joint biomechanical tests, capable of moving in larger range of motion and generating larger forces/moments as compared with commercially available articulated-type robots. Note that the three rotational axes cross at a point during the drive of the rotational actuators, which allowed for a simple mathematical expression of kinematic calculation. The robotic system has been successfully used 1)to determine the mechanical function of the anteromedial bundle, intermediate bundle, and posterolateral bundle of the ACL in response to anterior tibial drawer load, and 2)to assess the surgical technique of tibial plateau leveling osteotomy (TPLO) of canine stifle joints. The later study was performed to evaluate the capability of the robotic system.
为了确定膝关节功能和韧带重建的有意义的研究,我们一直在开发一个关节加载系统,使用机器人技术,包括机器人操作器和多自由度载荷传感器技术。本研究的目的是开发和修改能够对人类膝关节进行6自由度位置和力/力矩控制的机器人系统,以确定韧带束(例如ACL的前内侧束)对膝关节稳定性的贡献,并评估ACL和其他韧带的多束重建技术的意义。首先由Sekito和Fujie等人开发了一种6自由度机械手,被修改了。该机械手是专门为关节生物力学测试而设计的,与市售关节型机器人相比,能够在更大的运动范围内移动并产生更大的力/力矩。注意,在旋转致动器的驱动期间,三个旋转轴线在一点处交叉,这允许运动学计算的简单数学表达式。该机器人系统已成功用于1)确定ACL前内侧束、中间束和后外侧束对胫骨前抽屉载荷的响应的机械功能,以及2)评估犬后膝关节胫骨平台平整截骨术(TPLO)的手术技术。后来的研究是为了评估机器人系统的能力。

项目成果

期刊论文数量(28)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
マウス膝蓋腱の力学的性質とリモデリングメカニズム-バイグリカンノックアウトマウスによる解析-
小鼠髌腱的力学特性和重塑机制 - 使用双糖链蛋白聚糖敲除小鼠进行分析 -
中村太志, 他: "マウス膝蓋腱の力学的性質とリモデリングメカニズム-バイグリカンノックアウトマウスによる解析-"日本機械学会関東支部第10期総会講演会講演論文集. 040-1. 141-142 (2004)
Futoshi Nakamura 等人:“小鼠髌腱的机械特性和重塑机制 - 使用双糖链蛋白敲除小鼠进行分析”日本机械工程师学会关东分会第 10 届大会论文集 040-142。 2004年)
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
A novel robotic system for joint biomechanical tests: Application to the human knee joint
藤江裕道, 他: "超高分子量ポリエチレンのトライボロジ特性と摩耗粉の細胞毒性"日本機械学会関東支部第10期総会講演会講演論文集. 040-1. 147-148 (2004)
Hiromichi Fujie等:“超高分子量聚乙烯的摩擦学特性和磨损颗粒的细胞毒性”日本机械工程师学会关东分会第10次大会记录040-148。 )
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Strength of bone-tendon graft fixation in ACL reconstruction : Comparison between Intrafix and Interference screw
ACL 重建中骨腱移植物固定的强度:Intrafix 与 Interference 螺钉的比较
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  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    YAMAZAKI Masashi;FUJIE Hiromichi;MIYOSHI Hiromi;山崎雅史,小島弘暉,三好洋美
  • 通讯作者:
    山崎雅史,小島弘暉,三好洋美
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染色质浓缩保留了人间充质干细胞细胞核中的成骨转录因子 RUNX2
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    10.1299/transjsme.20-00264
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    YAMAZAKI Masashi;FUJIE Hiromichi;MIYOSHI Hiromi
  • 通讯作者:
    MIYOSHI Hiromi
Designing Elastic Modulus of Cell Culture Substrate to Regulate YAP and RUNX2 Localization for Controlling Differentiation of Human Mesenchymal Stem Cells
设计细胞培养基质的弹性模量来调节 YAP 和 RUNX2 定位以控制人间充质干细胞的分化
  • DOI:
    10.2116/analsci.20scp02
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    1.6
  • 作者:
    YAMAZAKI Masashi;KIDOAKI Satoru;FUJIE Hiromichi;MIYOSHI Hiromi
  • 通讯作者:
    MIYOSHI Hiromi

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