鎖骨や大腿等骨折における固定インプラントについて、人体内の筋力や関節力起因によってインプラントに発生する反力とモーメントを、詳細なFEM解析を使わずに評価する方法の紹介です。
AnyBodyは、自重、慣性力、各骨について筋の付着位置の筋張力、巻き付き位置での骨への圧迫力、それによって発生する関節間力・関節モーメントが、実際人体の有り様に極めて近い状態で算出されます。
その合算値を剛体要素（骨内部）の任意の点、例えば骨折が発生（あるいは予想される）位置等において、6成分荷重（３成分並進方向の力‥‥軸伸縮・せん断変形×２、と、 ３成分回転軸まわりのモーメント‥‥ねじり、曲げ×２）を適切に出力評価することで、人体内部での、折れた骨を保持する役割を担うインプラントへの負荷を、FEMを使うことなく簡易的に見積もることが可能となります。
評価方法としては、骨折位置で分断された両側骨を、プレートが長さ/2でそれぞれを領域を受け持つとする、片持ち梁による評価となります。
概要としては以下のような手順です。
①最初に、AnyBodyの解析（インプラント無し）で、対象とする動作・姿勢（または対象のMOCAP動作）から、各骨に掛かる筋力・関節間反力を算出します。（出力例：ここでは鎖骨部分に注目）
②鎖骨に、骨折ラインを設定します。骨折ラインで分断される荷重発生個所（関節位置、筋付着位置）を２つのグループに分類します。
③ANYBODYでは、関節座標、筋付着位置座標と反力ベクトル（赤矢印）を出力します。骨折ラインに対して適切な位置をプレート中心とし、両辺プレートを２つの剛体要素で生成します（藍色）。プレートには、それそれの分断骨にグルーピングされた、関節荷重、筋荷重を付加することができます。２つの分断した骨への荷重は、３成分の並進・回転成分へ集約した形でReaction結合可能です。逆動力学計算により、Reaction反力、モーメントを算出可能です。
姿勢と動作を決定します。骨折位置を仮定し、プレートを設定し解析します。
AnyMechOutPut というクラスで、鎖骨に掛る全荷重（筋張力と関節反力）を出力します。その結果を用いて、プレート中心位置相当での、6成分荷重（３成分並進方向の力‥‥軸伸縮・せん断変形×２、と、 ３成分回転軸まわりのモーメント‥‥ねじり、曲げ×２）が出力できます。
なお、ここでは、AnyBodyでのFDK機能（発生荷重による簡易変形解析）を用い、6成分荷重がかかった場合の、プレートの変形状態イメージを出力しました（変形スケールはデフォルメされています）。
（負荷状態(6軸荷重成分：力とモーメント)＋プレート特性反映計算）
ここでの評価方法としては、骨折位置で分断された両側骨を、プレートが長さ/2でそれぞれを領域を受け持つとし断面特性、材料物性に応じた梁モデルによる評価となります。以下の情報を設定します。
サンプル１【[DePuy_3.5mm_rect]‥‥鎖骨用 3.5mm厚 矩形プレート、材質 : Ti-6Al-4V 降伏強度 880 MPa、断面 : 矩形断面 幅=12.0mm × 厚=3.5mm 、L=90mm （骨幹部骨折として）】 を固定プレートとした場合の結果サマリ出力例です。
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