2018 Fiscal Year Research-status Report
Development and applications of optimization designing system for dental prosthesis via dynamic finite element analysis using individual clinical data of oral function
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18K17159
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| Research Institution | Tsurumi University |
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Principal Investigator |
木原 琢也 鶴見大学, 歯学部, 学部助手 (50796399)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 構造力学的シミュレーション / 有限要素解析 / 補綴装置 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
補綴装置装着後の長期予後の多くは一定の術式を行った患者群の経過観察から得られる、補綴装置の生存率、破折原因などを調査する臨床研究により検討されている。しかし実際の日常臨床においては、それらのデータが個々の患者に必ずしも適応するとは限らない。口腔内で長期間、機能を維持できる補綴装置の設計・製作を可能とするため、本研究では工学的手法を用いて患者個々の機能的・形態的データ（歯列・歯槽骨・顎関節形態、骨密度、咬合接触、咬合力、下顎運動）を組み込んだ動的有限要素解析による構造力学的シミュレーションを応用した補綴装置の設計最適化システムを構築し、臨床へ応用することを目的とする。
平成30年度は、生体組織を高精細に再現した動的有限要素解析モデルの生成を行うため、まず本研究の基盤となるデータ入力として、歯・歯列形態を取得する方法である三次元形状計測の精度検証を行った。三次元形状計測装置の製品の正確度および精度を定量的に評価した結果、動的有限要素解析を行うための咬合面や歯列形態の取得には十分な精度を有することが明らかとなった。CT画像データから生成した顎骨や顎関節形態を再現した三次元モデルに対して三次元形状計測した歯列のデータを統合することにより、顎骨部分と歯列部分を正確に再現したモデルを製作可能とした。生体組織として患者の歯・歯列形態に加え、骨・顎関節形態や骨密度、歯周組織や筋肉、歯髄や歯根膜を再現した高精細三次元有限要素モデルを生成した。
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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
初年度では動的有限要素解析モデルを生成するための精度検証として、三次元形状計測装置から得られる歯列形態データの正確度と精度について明らかとした。また、CT画像データから皮質骨や海綿骨、顎骨や支台歯の形態を三次元再構築することで仮想空間上にモデル化し、動的有限要素解析モデルを生成することにも成功しているため順調に進展していると考える。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後も計画通り、歯列形態と咬合力・下顎運動データの統合の自動化を行うため、プログラム開発環境を用いたデータ統合ソフトウェアの開発と、6自由度下顎運動測定装置を用いて計測した顎運動と歯列形態の座標系の統合を進めていく予定である。
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| Causes of Carryover |
当初購入を予定していた物品の価格変動に加え、学内の物品にて代替可能な研究を行ったため、次年度使用が生じた。次年度では、歯列形態と咬合力・下顎運動データの統合の自動化を行うため、感圧シートや咬合採得用材料等の実験材料や解析に必要なソフトウェアに使用する計画である。
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