2017 Fiscal Year Annual Research Report
Development of Force Sinsible Surgery Simulator Aiming at Technology Transfer for Oral Implant Surgery
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15K13837
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
高野 直樹 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (10206782)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
本間 慎也 東京歯科大学, 歯学部, 講師 (70408334)
田原 大輔 龍谷大学, 理工学部, 准教授 (20447907)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 口腔インプラント / 力覚体感 / 粘膜 / 骨充填材 / サイナスリフト / von Karman板理論 / 海綿骨ドリリング / 非線形FEM解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1. 洞底粘膜の力学的特性計測と数値解析 : 新鮮屍体3体に対する挙上試験を行い、荷重と挙上量の関係を得た。この際、充填材0.06gを用いた試験も行った。実験結果は大きくばらついたが、挙上量0.8mmまでの範囲では再現性が高く、この領域に集中して各種の解析を行った。まず、充填材の影響について、充填材だけの圧密試験を行った結果、簡単な直列バネモデルにより説明することができた。次に、大変形による幾何的非線形性を考慮したvon Karman板理論を用いた理論解析モデルを構築した。その結果、歯科用CTから得られる患者の洞底半径などの情報を用いて挙上量に対する荷重値の予測が可能となった。これにより、各種の感度解析を行う手法を提案した。さらに材料非線形性も考慮したFEMによる数値解析モデルを構築した。はく離面積の影響について、荷重値の差およびひずみ値の差を考察することができた。手術前に計測が不可能なパラメータの影響は、手術中に術者が力覚から類推すれば、即座に洞底粘膜挙上時の力学的特性を予測可能な手法を提案することができた。感度解析の結果からは、洞底半径およびはく離部分の充填材の初期高さが重要なパラメータであることが示唆され、本研究で提案する力覚カルテに洞底半径およびはく離部分の充填材の初期高さを併記することで、サイナスリフト手術支援となるとの新しい知見を得ることができた。
2. 海綿骨ドリリング時の力覚 : 力覚体感装置（下顎力覚シミュレーター）の小型化を行い、使用者の身長にあわせた装置高さの調整を電動化するなど改良を行い、東京歯科大学第5学年の全学生に対して登院実習時に演習を行うことができ、教育システムを確立することができた。また、上顎海綿骨のドリリング荷重の数値解析手順も構築することができた。
3. 情報発信 : 日本骨形態計測学会、日本機械学会において研究成果の発表を行った。
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