2020 Fiscal Year Research-status Report
Influence assesment to the human body of the ultrasonic controlled growing rod system for spinal implants
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20K20219
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| Research Institution | University of Yamanashi |
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Principal Investigator |
北野 雄大 山梨大学, 大学院総合研究部, 助教 (30754600)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 脊椎固定術 / 超音波 / 振動解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は主に伸縮ロッドの動作改善と生体環境での運用試験を行った。
動作改善は主に高周波での運用を目指した改善を行った。伸縮ロッドが当初想定していた24.5kHzの超音波は人体に対する負荷が大きく、実用化に対する課題となっていた。その為、100kHzで運用可能な伸縮ロッドの開発を行った。主な改善点は形状変更による伸縮動作の増幅と100kHzへのマッチングである。伸縮ロッドは加振する周波数が高くなるほど、可動部の振幅が小さくなり、動作が小さくなる。動作が小さすぎると可動部が動かなくなるため、根本的な構造変更を行い、可動部の振幅の増幅を行った。また、周波数を変更する際に伸縮ロッドの共振周波数が変化する為、高周波に対応可能な伸縮ロッドの設計を行った。研究結果は参考文献1、参考文献2にまとめられている。
生態環境での運用試験として提案手法の生体材料に対する挙動を検証した。伸縮ロッドを実際の脊椎固定術の手順に準じて骨付き肉に固定し、超音波加振時の挙動を検証した。検証結果から伸縮ロッドが骨付き肉上でも正しく動作することが確認できた。研究結果は参考文献3にまとめられている。同論文では与圧による伸縮ロッドの伸展力についての考察も行っている。
本年度はさらに実用化を目指した基礎実験として水中における伸縮ロッドの動作実験環境を作成した。さらに、本研究にて開発した超音波加振器を使用して伸縮ロッドに加振を行い、周辺への影響を超音波計測用プローブにて計測した。研究結果は令和3年度の発表を予定している。
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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
本研究が令和2年度に予定していた水中環境における実験環境の実現が遅れている。しかし、令和3年度に予定していた生体環境での実験が先行して実現されている。その為、全体としての進捗はある程度順調である。
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| Strategy for Future Research Activity |
水中環境実験の遅れは当初購入を予定していた超音波プローブの挙動に問題が発生したためである。令和3年度に新たな計測器の購入を予定しており、進捗状況の改善が可能であると予想される。
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| Causes of Carryover |
購入を予定していた超音波システム研究所製の音圧測定専用プローブ １２０Ａ１６：タイプＡでは圧力計測の際に十分な精度を確保することが出来ず、新たに計測器の購入が必要になったため。令和2年度の予算のみでは購入が難しかったため、次年度の予算と合わせ購入する必要があった。計測器の選定は既に行っており、新たに新科産業有限会社製超音波メーター Sonic AO型(旧SM1000型）の購入を予定している。計測器の購入は令和3年度を予定している。
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Research Products
(3 results)
