2003 Fiscal Year Annual Research Report
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12450047
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| Research Institution | NAGOYA UNIVERSITY |
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Principal Investigator |
畔上 秀幸 名古屋大学, 大学院・情報科学研究科, 教授 (70175876)
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| Keywords | 脊柱特発性則彎症 / 有限要素法 / 座屈 / 成長 / 脊柱力学模型 / 生体力学 |
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| Research Abstract |
本年度は,患者の有限要素モデルを構築することを目指して,前年度までの検討結果を踏まえて,方法の絞り込みを行い,それを実現するプログラムを開発した.一方,脊柱力学模型実験による座屈説の検証に関しては,研究成果を学術論文にまとめた.
(1)医用画像データから脊柱有限要素モデルを構築するプログラムの開発
患者の脊柱に関するCT画像あるいはMRI画像から構築された構成要素ごとの3次元ボクセルデータが与えられたと仮定して,脊柱特発性則彎症の座屈解析に耐え得る既存の脊柱有限要素モデルを,構成要素ごとに,与えられた3次元ボクセルデータに適合するように変形させるモーフィング問題として定式化した.モーフィング問題は3次元ボクセルデータの輪郭抽出によって得られる境界を基準にして,内部を負に定義した拡張された距離関数を定義し,有限要素モデルの領域内で積分した値が最小となるように境界を変動させていく領域最適化問題として定式化した.この問題の形状勾配は拡張された距離関数の負値となることから,これまで研究代表者らが開発を行ってきた領域最適化解析法(力法)が適用可能となる.この方法に基づいて開発したプログラムによって,CT画像に基づく2次元有限要素モデルの変形,立位X線画像に基づく脊柱有限要素モデル全体の変形を実現した.
(2)患者個々の成因解明および最適補強部位の解析
本年度は,患者の脊柱有限要素モデルに対して座屈解析を行うためのプログラム開発を行った.
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[Publications] Manabu Goto: "Buckling and bone modeling as factors in the development of idiopathic."Spine. 28 Issue4. 364-370 (2003)
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[Publications] Ryu Sasaoka: "Investigation of buckling phenomenon induced by growth of vertebral bodies using a mechanical spine model"JSME International Journal Series C. 46 No.4. 1382-1387 (2003)
