2017 Fiscal Year Research-status Report
Patient-specific bone remodeling prediction around femoral stem after total hip arthroplasty
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17K01362
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| Research Institution | University of Miyazaki |
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Principal Investigator |
山子 剛 宮崎大学, 工学部, 准教授 (50452074)
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2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 人工股関節 / ストレスシールディング / ステム / レジストレーション / 骨密度 / リモデリング / 固定性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は術後の骨反応と人工股関節ステムの固定性の経時変化を患者個別に予測する技術の確立を図り，患者個々にデザインコンセプトの実現性を評価することである．人工股関節全置換術後，大腿骨は人工股関節ステムを設置したことによる力学環境の変化に適応して，様々な骨のリモデリングを生じる．中でも近位部の骨量減少はステムの弛みを引き起こすことから，長期生存のために解決が強く求められている．近年，この近位部骨量減少を抑制するためにヤング率を傾斜化したり，ポーラス化した新しいコンセプトのステムが開発されている．しかし骨の形状と質は患者ごとに大きく異なり，ステムの設置位置も様々であることから，患者よってはステムの機能が十分に発揮できない場合が考えられる．本年度は，術後の骨反応を予測するために使用している汎用有限要素解析ソフトのバージョンアップが骨反応シミュレーションの結果へ及ぼす影響を検討した．具体的には，ユーザーサブルーチンにおいて使用するFortranプログラム及び骨反応を予測するためのパラメータ修正を実施し，ソフトの新バージョンへの対応を図った．さらに，患者個々のステムの設置位置及び骨密度を反映した大腿骨モデルを構築するためのソフトウエア開発を行った．具体的には，術前と術後のスライスCT画像からそれぞれの大腿骨及びステムの表面形状モデル（STL形式）を作成する．その後，術後大腿骨とステムの位置関係を保持しながら，術後大腿骨モデルと術前大腿骨モデルとを剛体レジストレーション法を利用して自動で重ね合わせることよって，術後のステム設置位置を再現した大腿骨の解析モデルが作成可能になる．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
研究計画通りに進捗し，現在まで，シミュレーション研究を実施するためのプログラムの修正及びソフトウエアの開発が完了している．
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度は、平成29年度の研究成果を基に，計画通りに研究を進めて，人工股関節患者の力学的未来を予測するシミュレーション技術の構築を実現したい．
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| Causes of Carryover |
使用予定であった旅費及び論文費が想定以上に発生しなかったためである．生じた次年度使用額については学会参加費及び論文投稿費用に使用予定である．
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Research Products
(3 results)
