1996 Fiscal Year Annual Research Report

股関節整形手術シミュレーションシステムにおける力学解析および安定性評価

Research Project

Project/Area Number	08780341
Research Institution	University of Yamanashi
Principal Investigator	周欣欣山梨大学, 工学部, 助手 (30262645)
Keywords	手術シミュレーション / 3次元画像処理 / コンピュータ・グラフィックス / 股関節手術 / 股関節安定性評価
Research Abstract	本研究は股関節整形手術シミュレーション・システムに関する研究である.本研究の目的は3次元画像から力学解析を行い,手術シミュレーション後の大腿骨に掛かる荷重及び応力を計算する(評価)ことである 1)力学解析機能をシステムに導入した. 従来のシステムでは,接触面積で術後の安定性評価を行っていたが,より正確な評価機能として,大腿骨の3次元画像を用いて力学解析を行い,応力-荷重分布を大腿骨の安定性評価基準に導入した.臨床では,応力の計算は医師が2次元画像から,経験により3次元の形を計算して行っている.そこで,この過程を計算機で実現し,可視化した. 応力の計算手順として,まず,3次元画像から自動的に大腿骨頭の中心を抽出した.そして,ボクセル画像のデジタルデータから連続空間での大腿骨と骨盤の接触面積を計算した.次に3次元デジタル画像から大腿骨の寸法を求め,荷重を計算した.接触面積と荷重を利用して応力を求めた.ここで2種類の方法を用いて応力を求めた。最後に力学解析を行った結果を表示した. (2)実用的な新しい機能を開発した. 臨床では人工股関節置換手術が良く行われるが、それに対応するために人工骨の自動設計システムの構築を試みた。実用化における問題点を究明し,臨床に必要な実用的な機能を開発した. (3)マンマシンインタフェースの改善を行ったネットワークを介して手術シミュレーションを行うことを提案した。ここでJavaや、VRML言語を用いることにより、wwwブラウザがあればプラットホームにもよらずに手術シミュレーションを実現することを可能にした。ここではデータのやり取りを容易に行えるシステムを実現した。

Research Products
(9 results)

All Other

All Publications (9 results)

[Publications] X.Zhou,Y.Shimizu et al: "New Function of the Hipjoint Surgical Simulation System for Evaluation of the Femoral Mechanical Stability." MEDICAL IMAGING TECHNOLOGY. 15・2(掲載決定). (1997)
[Publications] 櫻木健太、周欣欣、他: "人工股関節の自動設計システムの開発" MEDICAL IMAGING TECHNOLOGY. 15・2(掲載決定). (1997)
[Publications] X.Zhou,Y.Shimizu et al: "3D Evaluation of Contact Area and Stresses on Femoral Head using CT." International Conference on Biomedical Engineering (BME ′96)(June 1996,Hong Kong). 257-259 (1996)
[Publications] 清水康生、周欣欣、他: "股関節における接触応力の検討" 第36回日本エムイ-学会大会論文集. (発表予定). (1997)
[Publications] 周欣欣、大木真、他: "大腿骨手術シミュレーションシステムにおける機能拡張" 第36回日本エムイ-学会大会論文集. (発表予定). (1997)
[Publications] 持田信春、周欣欣、他: "ネットワークを利用した手術シミュレーションシステム" 第6回人と福祉を支える技術フォーラム97論文集. 27-29 (1997)
[Publications] 櫻木健太、周欣欣、他: "セメントレス人工股関節の設計 -大腿骨内腔の抽出-" 第6回人と福祉を支える技術フォーラム97論文集. 29-30 (1997)
[Publications] 櫻木健太、周欣欣、他: "人工股関節設計のための大腿骨内腔の抽出方法の検討" 第36回日本エムイ-学会大会論文集. (発表予定). (1997)
[Publications] 持田信春、周欣欣、他: "ネットワークを利用した手術シミュレーションシステム" 第36回日本エムイ-学会大会論文集. (発表予定). (1997)

1996 Fiscal Year Annual Research Report

股関節整形手術シミュレーションシステムにおける力学解析および安定性評価

Principal Investigator

周 欣欣 山梨大学, 工学部, 助手 (30262645)

Research Products

[Publications] X.Zhou,Y.Shimizu et al: "New Function of the Hipjoint Surgical Simulation System for Evaluation of the Femoral Mechanical Stability." MEDICAL IMAGING TECHNOLOGY. 15・2(掲載決定). (1997)

[Publications] 櫻木健太、周欣欣、他: "人工股関節の自動設計システムの開発" MEDICAL IMAGING TECHNOLOGY. 15・2(掲載決定). (1997)

[Publications] X.Zhou,Y.Shimizu et al: "3D Evaluation of Contact Area and Stresses on Femoral Head using CT." International Conference on Biomedical Engineering (BME ′96)(June 1996,Hong Kong). 257-259 (1996)

[Publications] 清水康生、周欣欣、他: "股関節における接触応力の検討" 第36回日本エムイ-学会大会論文集. (発表予定). (1997)

[Publications] 周欣欣、大木真、他: "大腿骨手術シミュレーションシステムにおける機能拡張" 第36回日本エムイ-学会大会論文集. (発表予定). (1997)

[Publications] 持田信春、周欣欣、他: "ネットワークを利用した手術シミュレーションシステム" 第6回人と福祉を支える技術フォーラム97論文集. 27-29 (1997)

[Publications] 櫻木健太、周欣欣、他: "セメントレス人工股関節の設計 -大腿骨内腔の抽出-" 第6回人と福祉を支える技術フォーラム97論文集. 29-30 (1997)

[Publications] 櫻木健太、周欣欣、他: "人工股関節設計のための大腿骨内腔の抽出方法の検討" 第36回日本エムイ-学会大会論文集. (発表予定). (1997)

[Publications] 持田信春、周欣欣、他: "ネットワークを利用した手術シミュレーションシステム" 第36回日本エムイ-学会大会論文集. (発表予定). (1997)

周欣欣山梨大学, 工学部, 助手 (30262645)