2020 Fiscal Year Research-status Report
超高精細X線CT装置を用いた包括的骨脆弱性評価に関する研究
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18K15624
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Research Institution | International University of Health and Welfare |
Principal Investigator |
長谷川 浩章 国際医療福祉大学, 成田保健医療学部, 講師 (20420218)
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Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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Keywords | 超高精細CT / マイクロCT / 海綿骨 / 骨梁構造解析 / 有限要素解析 |
Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、従来的なマイクロCT装置によるin vitro骨梁形態評価に対する超高精細CT装置によるin vivo評価の優位性・同等性に関する仮説から、①模擬海綿骨の骨梁構造形態の基礎的評価、および②人工骨を用いた有限要素解析による骨梁形態の計算生体力学的特性評価の2項目の検証により前述の仮説を立証することを目的とする。令和2年度は3Dプリンタを用いて作成された人工腰椎モデル(骨密度に応じて骨粗鬆症モデルから健常骨モデルの3種類を作成)を超高精細CT装置にて撮影を行った。撮影パラメータについては、一般的な検査で使用される標準的な画像取得条件(マトリクス512ピクセル・撮影スライス厚1mmまたは0.5mm)の他に、より高分解能画像が取得可能な画像取得条件(マトリクス1024ピクセル・撮影スライス厚0.5mmおよびマトリクス1024ピクセル・撮影スライス厚0.25mm)を基本とし、さらに焦点サイズ・再構成関数(骨表示条件・軟部組織表示条件)等の撮影パラメータを変更した際の画像取得を行った。現在はマイクロCT装置および超高精細CT装置から取得された画像に対して、海綿骨と皮質骨を分離した上で、海綿骨の3次元的骨梁構造形態解析による骨梁構造指標の算出および応力解析を進行中である。骨梁構造指標には、海綿骨量(BV/TV)・骨梁厚(Tb.Th)・骨梁数(Tb.N)、骨梁間隙(Tb.Sp)・骨梁構造モデル指標(Structure model index)・骨梁表面構造解析(trabebular bone pattern factor)・骨梁構造異方性解析・骨梁ネットワーク構造解析による数値を用いて多視的に検討する予定である。
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Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
令和2年度は年度早期に超高精細CT装置による実測から画像解析へと進め、研究成果の取り纏めを行う予定であった。しかし、新型コロナウイルス感染症の拡大によって、医療機関における研究の実施が大きく制限された状況が続いたことから、研究中断期間が遷延し研究遂行に支障が生じた。年度内に必要な人工腰椎モデルを超高精細CT装置による実測から画像解析の開始には着手することは達成したものの、研究成果の取り纏めには至っていないため当該研究課題の進捗状況としてはやや遅れていると判断した。
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Strategy for Future Research Activity |
海綿骨の3次元的骨梁構造形態解析による骨梁構造指標の算出および応力解析を進めて、これらの項目からマイクロCT装置に対して超高精細CT装置における高分解能撮影の優位性・同等性をファントムデータから検証し、in vivoにおける骨梁形態評価の可能性を明示したいと考えている。前年度期首の時点での研究計画では、超高精細CT装置による画像取得から研究結果を取り纏める予定であったが、新型コロナウイルス感染症の拡大が影響し研究に遅延が生じた。中断した期間があったものの前年度内にて画像取得まで行い、現在は画像解析進めている状況である。今年度については前年度のように研究の進捗が外因により律速されるような状況は生じないと考えているが、必要な画像解析を可及的速やかに完了させ、残りの期間は研究結果の取り纏めと研究成果の公表に関する作業に充てる予定である。
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Causes of Carryover |
理由:令和2年度は研究結果の取り纏めと当該研究課題の総括として研究成果の公表を行う予定であったが、医療施設における超高精細CT装置による腰椎ファントムの画像取得が実施困難な状況が続いたことが大きく影響し進捗に遅れが生じた。 使用計画:令和3年度は画像解析を迅速に進めて、研究結果の取り纏めと研究成果の公表に関する作業に充てる予定であり、未使用額はそれに要する経費に充当することとしたい。
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