基本情報

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田邊 裕治

TANABE Yuji


学系

自然科学系

系列

材料生産システム系列

職名

教授

メールアドレス

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プロフィール

大学の教育研究を通じて地域貢献したいと思います。若い世代の人材育成、つまり学生を交えてシーズを探求するという形の研究を地域の方と一緒になって行えればと思います。よいテーマをご提供、ご提案下さい。

取得学位 【 表示 / 非表示

  • 工学博士,機械材料・材料力学,東北大学,課程,1988年03月

学内職務経歴 【 表示 / 非表示

  • 新潟大学 自然科学研究科,助手,1988年03月 ~ 1989年06月

  • 新潟大学 工学部,助教授,1989年07月 ~ 1999年06月

  • 新潟大学 工学部 機械システム工学科,教授,1999年07月 ~ 2017年03月

  • 新潟大学 自然科学研究科 材料生産システム専攻,教授,2004年04月 ~ 継続中

  • 新潟大学 自然科学研究科 材料生産システム専攻,教授,2004年04月 ~ 継続中

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所属学会・委員会 【 表示 / 非表示

  • 日本機械学会,1979年04月 ~ 継続中,日本国

  • 日本材料強度学会,1981年04月 ~ 継続中,日本国

  • 日本材料学会,1989年04月 ~ 継続中,日本国

  • 日本材料学会/生体・医療材料部門委員会,1989年04月 ~ 継続中,日本国

  • 日本材料学会/衝撃部門委員会,1989年04月 ~ 継続中,日本国

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専門分野(科研費分類) 【 表示 / 非表示

  • 材料加工・組織制御工学

  • 整形外科学

  • 生体医工学・生体材料学

  • 機械材料・材料力学

 

論文 【 表示 / 非表示

  • Automatic construction of an anatomical coordinate system for three-dimensional bone models of the lower extremities-Pelvis, femur, and tibia,Shin Kai, Takashi Sato, Yoshio Koga, Go Omori, Koichi Kobayashi, Makoto Sakamoto, Yuji Tanabe,Journal of Biomechanics,Vol.47, pp.1229-1233,2014年,英語

    DOI:10.1016/j.jbiomech.2013.12.013,研究論文(学術雑誌),共著

  • Prediction of risk of fracture in the tibia due to altered bone mineral density distribution resulting from disuse: A finite element study,Magnus K. Gislason, Sylvie Coupaud, keisuke Sasagwa, Yuji Tanabe, Mariel Purcell, David B, Allan and K.Elizabeth Tanner,Proceedings of the Institution of mechanical Engineers, Part H: Journal of Engineering in Medicine,Vol.228 (2), pp.165-174,2014年,英語

    DOI:10.1177/0954411914522438,研究論文(学術雑誌),共著

  • 内側型変形性膝関節症におけるスラストと膝関節アライメント及び,膝伸展屈曲筋力との関連性(共著),小林弘樹,大森豪,西野勝敏,田邊裕治,解晨,古賀良生,臨床バイオメカニクス,Vol.Vol.34, pp.279-284,2013年11月,日本語

    研究論文(学術雑誌),共著

  • 人工股関節の設置位置精度に関する研究-術後の三次元的評価-(共著),藤原諒,湊泉,遠藤直人,宮坂大,伊藤知之,田邊裕治,Hip Joint,No.39, pp.894-899,2013年,日本語

    研究論文(学術雑誌),共著

  • 内側型変形性膝関節症における歩行立脚時の関節内接触状態の推定とスラストの影響(共著),小林弘樹,大森豪,西野勝敏,解晨,田邊裕治,古賀良生,川上健作,日本臨床バイオメカニクス学会誌,日本臨床バイオメカニクス学会,Vol.33, pp.367-372,2012年10月,日本語

    研究論文(学術雑誌),共著

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著書 【 表示 / 非表示

  • よくわかる実験技術・学術用語 第2版-MRI-(共著),田邊裕治,笹川圭右,日本実験力学会,2012年07月,日本語

    単行本(学術書),共著

  • 変形性膝関節症―病態と保存療法―,古賀良生編著,山本智章,速水正,山際浩史,大森豪,遠藤和男,佐藤卓,田邊裕治,坂本信,田中正栄,渡辺博史,南江堂,2008年09月,日本語

    教科書,共著

  • 工学力のデザイン,石井望,石井雅博,岩部洋育,扇谷保彦,岡徹雄,小山純,金丸邦安,川口清司,黒田重靖,小平憲一,小林和朝,小林敏志,佐藤孝,茂地徹,仙石正和,田邊裕治,西村伸也,長谷川淳,原田修治,原田哲夫,升方勝己,丸山武男,森克徳,米田政明,丸善,2007年01月,日本語

    単行本(一般書),創造プロジェクト,第3章2節,pp.84-118,共著

  • 機械工学便覧基礎編α3材料力学(共著),大野信忠,影山和郎,他7名編,秋葉義明,芦田文博,田邊裕治他86名著,日本機械学会,2005年04月,日本語

    事典・辞書,衝撃応力,衝撃荷重,衝撃強度,衝撃試験,他,共著

  • IMPACTION BONE GRAFTING IN REVISION ARTHROPLASTY(共著),Akio Kobayashi, Hirotsugu Ohashi, Yoshinori Kadoya, Yuji Tanabe,MAREL DEKKER INC.,2003年01月,英語

    単行本(学術書),Mechanical Studies of the Bone Particle Size at the Femur, #14, pp.187-203.,共著

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学術関係受賞 【 表示 / 非表示

  • 日本実験力学会論文賞, ,ラット大腿皮質骨の力学的性質と骨密度との関係,2007年08月07日,日本国,学会誌・学術雑誌による顕彰,日本実験力学会,坂本信,佐藤憲二,田邊裕治,小林公一,村田冬樹,坂井淳

  • 日本機械学会北陸信越支部賞優秀講演賞,Stress Wave Loadingによる人工股関節の力の伝達特性評価,2005年03月09日,日本国,国内学会・会議・シンポジウム等の賞,日本機械学会北陸信越支部,田邊裕治

科研費(文科省・学振)獲得実績 【 表示 / 非表示

  • 基盤研究(C),2010年04月 ~ 2012年03月,下肢関節における3次元荷重伝達機構の生体内測定(22560074)

    下肢関節における3次元荷重伝達機構の生体内測定

  • 基盤研究(B),2009年04月 ~ 2012年03月,MRIによる膝関節3Dモデル作成システム構築および接触解析・手術管理技術への応用

     我々が最終的に目指すのは日本の独自技術による廉価で使い易いコンピュータ支援手術システムの開発である。そのために、X線撮影画像を利用するKnee CASを開発し、さらに非侵襲、非X線被曝、軟骨描写可能とするためにMRIの3D情報を利用するシステムに改良してきた。しかし、MR装置では原理的に硬組織の検出感度が劣るため、得られる3D画像情報の精度検証および同情報を利用した接触解析結果の信頼性の検討が必須である。そこで本研究では「MRIによる3D膝関節モデル構築精度の向上と検証」に加えて、「接触解析(接触領域と接触圧力)の信頼性向上」および「制限視野下のコンピュータ支援手術(手術管理技術)への積極的応用」を目的とする。すなわち、Knee CASの精度・信頼性向上に関する基礎および応用研究が本研究の骨子であり、以下の3つのサブプロジェクトを実施する。
    (1)MRI画像を用いた3D骨・関節モデル構築精度の向上と検証
    (2)膝関節接触領域の測定精度および3D接触圧力解析の信頼性向上
    (3)Knee CASの関節鏡手術ナビゲーションシステムへの応用

  • 基盤研究(C),2009年04月 ~ 2012年03月,MRIを用いたヒト海綿骨の3次元構造および力学的性質の評価に関する研究( 坂本信21560082)

    本研究では人体に影響が無いと考えられるMRI(Magnetic Resonance Imaging;核磁気共鳴画像)を用いて複雑な網目構造を形成している海綿骨の3次元構造や海綿骨を構成する骨梁の力学的性質を評価する新たな骨臨床診断方法を開発し,海綿骨の生体適合性等を明らかにすることを主な目的としている.平成21年度では,臨床で一般的に用いられている1.5T-MRIを用いて摘出した11名のヒト大腿骨頭の3次元骨梁構造パラメータ(骨体積分率BV/TV(Bone Volume/Tissue Volume),骨梁厚Tb.Th(Trabecular Thickness),骨梁数Tb.N(Trabecular Number),骨梁間隔Tb.Sp(Trabecular Separation),異方性度(Degree of Anisotropy ; DA))の定量的解析を行うとともに,micro-CTによる測定結果と比較した.さらには,pQCT(peripheral Quantitative Computed Tomography)による単位体積当たりの骨密度vBMD(volumetric Bone Mineral Density)とMRIによる見かけの骨梁体積分率との比較を行い,1.5T-MRIによる骨梁構造解析の精度と臨床応用の可能性について検討を行った.その結果,MRIで求められた見かけの骨体積分率BV/TVはmicro-CTで求められたそれよりも約0.9倍低く,骨梁数Tb.Nは約0.6倍低く,骨梁数Tb.Thおよび骨梁間隔Tb.Spはそれぞれ約1.6倍および1.8倍高い値となった.また,MRIで得られた見かけの異方性度DAは,micro-CTの異方性度よりも約2.2倍高い値を示した.また,micro-CTとMRIの各パラメータの相関係数は,それぞれBV/TVではr=0.57,Tb.Thではr=0.40,Tb.Nではr=0.45,Tb.Spではr=0.59,DAではr=0.40であり,MRIによる見かけの各骨梁構造パラメータとmicro-CTで求めた値との間にはいずれも相関関係が認められた.さらには,pQCTによる単位体積当たりの骨密度vBMDとMRIによる見かけのBV/TVとの間には正の相関(r=0.40)が認められた.これらの結果より3次元骨梁構造を1.5T-MRIで評価する手法の可能性を明らかにした.

  • 基盤研究(B),2007年04月 ~ 2009年03月,MRIによる膝関節3Dモデルの作成とその接触領域評価および接触圧力解析への応用(田邊裕治19360046)

    非侵襲、非X線被爆で生体関節に適用可能なMRI情報に基づくコンピュータ支援手術システムを開発することを目的に、要素技術の確立を目指した研究を実施した。
     前年度でMRI情報から膝関節3Dモデルを再構築する方法を開発した。さらに、関節接触領域判定法を確立し、in vivoでの膝関節における接触面積や接触領域の分布を求め、脛骨大腿関節および膝蓋大腿関節の運動解析や接触状態についても解析した。本年度はこれらの精度検証を実施し、精度向上をはかるとともに、RBSM法による接触圧力解析や関節鏡手術への展開を図った。
     接触状態の精度検証はブタ後肢脛骨大腿関節を対象に感圧紙法を適用して行った。その結果、接触判定の際のMR輝度の閾値について、二峰性を有する輝度ラインプロファイルの最大値と最小値の比が0.8以上で接触と判定すれば、感圧紙の測定結果と±5%以内の誤差で一致する事がわかった。運動解析の精度向上には関節輪郭形状に加えてMR画像の二次元輝度情報の最適化が有効であることがわかった。接触圧力について、RBSMに基づく離散要素解析(DEA)法の適用可能性を検討した。人工股関節を対象に、日常動作におけるライナー/骨頭間の接触応力分布を解析した。その結果、歩行動作では速さに比例して最大接触応力の増加がみられた(最大値は約14.5MPa)。また、膝の曲げ動作に注目すると、Standing up、Sitting down、Knee bendingの各動作サイクルでサイクルの30%前後から急激な応力増加がみられ、サイクルの50%前後で最大に達することがわかった。関節鏡手術への展開ではKnee CASとCTから構築した膝関節3次元モデルに関節鏡視画像をリアルタイムに重ね合わせるシステム(リアルタイムオーバーレイ)を開発した。術前計画を実際の関節鏡手術時に短時間かつ高精度で再現できることが確認された。

  • 基盤研究(C),2007年04月 ~ 2009年03月,動的ナノインデンテーションを利用したヒト骨および軟骨の粘弾性評価に関する研究(坂本信19560078)

    本研究では生体硬組織(骨, 軟骨, 歯等)の微小領域の動的粘弾性的性質を明らかにするために, 硬組織を対象に動的ナノインデンテーション(超微小押込み)を用いて動的粘弾性パラメータである貯蔵弾性率および損失正接を求めることを主な目的とし, 生体硬組織の力に対する抵抗力と柔軟性を極めて微小な領域について明らかにした。

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受託研究受入実績 【 表示 / 非表示

  • 平成22年度高経年化対策強化基盤整備事業(経年劣化事象の解明等),2010年06月 ~ 2011年03月,株式会社インテリジェントコスモス研究機構,一般受託研究

  • 平成21年度高経年化対策強化基盤整備事業(経年劣化事象の解明等),2009年06月 ~ 2010年03月,株式会社インテリジェントコスモス研究機構,一般受託研究

  • 平成20年度高経年化対策強化基盤整備事業(経年劣化事象の解明等),2008年06月 ~ 2009年03月,株式会社インテリジェントコスモス研究機構,一般受託研究

  • 平成19年度高経年化対策強化基盤整備事業,2007年08月 ~ 2008年03月,株式会社インテリジェントコスモス研究機構,一般受託研究

  • 平成18年度高経年化対策強化基盤整備事業,2006年09月 ~ 2008年03月,株式会社インテリジェントコスモス研究機構,一般受託研究

共同研究実施実績 【 表示 / 非表示

  • 医用クロスリンクポリエチレンの動力学的特性評価,2012年04月 ~ 2013年05月,国内共同研究

  • Trilliance ステムのセメントへの影響,2010年04月 ~ 2011年03月,ビー・ブラウンエースクラップ株式会社,国内共同研究

  • チタン材料の疲労に関する研究,2006年07月 ~ 2007年03月,小林製薬株式会社 医療機器事業統括本部,その他

  • 大腿骨頸部骨折治療デバイスの生体力学的評価,2006年05月 ~ 2007年04月,ケイセイ医科工業株式会社 ・有限会社シー・エム・ピー,その他

  • 人工股関節置換術におけるセメントマントル圧力の計測,2006年04月 ~ 2007年03月,ライト・メディカル・ジャパン株式会社,その他

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研究発表 【 表示 / 非表示

  • 日本機械学会北信越支部第51期総会・講演会,清水雄介,プラムディタジョナスアディティヤ,田邊裕治,伊藤雅人,渡邊竜司,国内会議,2014年03月,富山県立大学,ブタ皮膚の幾何学的特性,表面水分特性および力学的特性の測定,口頭(一般)

  • 日本機械学会北信越支部第51期総会・講演会,田邊裕治,プラムディタジョナスアディティヤ,藤田涼平,国内会議,2014年03月,富山県立大学,上腕骨遠位端骨折に使用する内固定材料の力学的特性評価(第2報),口頭(一般)

  • The 13th Conference on Biomechanics in Sendai,田邊裕治,プラムディタジョナスアディティヤ,藤田涼平,国内会議,2014年03月,東北大学大学院歯学研究科,上腕骨遠位端骨折に使用する内固定材料の力学的特性評価(第2報),口頭(一般)

  • 日本機械学会北信越支部第51期総会・講演会,小林公一,坂本信,田邊裕治,国内会議,2014年03月,富山県立大学,膝関節MRIのボリュームレンダリングによるイメージレジストレーション,口頭(一般)

  • 第8回日本CAOS研究会,児玉陸,湊泉,田邊裕治,清徳則雄,国内会議,2014年03月,ホテルニューグランド横浜,THAインプラント設置位置評価ソフトの精度検証,口頭(一般)

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共同研究希望テーマ 【 表示 / 非表示

  • 画像処理による物体変形の全視野計測,未設定,未設定

  • 衝撃試験による高分子材料の粘弾性特性評価,未設定,未設定

  • 微小押込み試験による材料表面特性の評価と解析,未設定,未設定

 

担当授業科目 【 表示 / 非表示

  • 2017年度,材料力学II,2017年04月 ~ 2017年08月,専任

  • 2017年度,機械工学演習,2017年04月 ~ 2017年08月,専任

  • 2017年度,機械工学実験I,2017年04月 ~ 2017年08月,専任

  • 2017年度,機械工学演習,2017年04月 ~ 2017年08月,専任

  • 2017年度,計算力学,2017年04月 ~ 2017年08月,専任

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学会・委員会等活動 【 表示 / 非表示

  • 日本実験力学会,実験力学専門術士(専門バイオ),2009年08月 ~ 継続中

  • 日本材料学会,評議員(第58期),2009年04月 ~ 2010年03月

  • 日本臨床バイオメカニクス学会,評議員,2008年11月 ~ 継続中

  • 日本非破壊検査協会,バイオメカニクス研究委員会(幹事)委員長,2008年05月 ~ 2009年05月

  • 日本非破壊検査協会,バイオメカニクス研究委員会(幹事)委員長,2007年05月 ~ 2008年05月

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学外の社会活動(高大・地域連携等) 【 表示 / 非表示

  • 財団法人インテリジェント・コスモス学術振興財団(評議員),2013年04月 ~ 2018年03月

  • 財団法人佐々木環境技術振興財団(評議員),2008年04月 ~ 2013年03月