2012 Fiscal Year Annual Research Report
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22560074
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| Research Institution | Niigata University |
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Principal Investigator |
小林 公一 新潟大学, 医歯学系, 助教 (70296317)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田邊 裕治 新潟大学, 自然科学系, 教授 (60143020)
坂本 信 新潟大学, 医歯学系, 教授 (80215657)
大森 豪 新潟大学, 研究推進機構 超域学術院, 教授 (70283009)
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| Project Period (FY) |
2010-04-01 – 2013-03-31
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| Keywords | 生体力学 / 膝関節 / 軟骨接触 / 下肢荷重 |
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| Research Abstract |
関節における軟骨接触状態をイメージレジストレーションにより測定可能かどうか検証するため、イメージレジストレーションによって求められた軟骨形状モデル同士の干渉領域および干渉深さと、感圧センサにより実測した接触圧力分布データと比較検証した。
ヒト切断肢２体の膝関節を対象とした。CTおよびMRI撮影を行い、3次元再構成ソフトウェアを用いて、遠位大腿骨と近位脛骨の3次元骨形状モデルを構築した。MRI画像からはさらに大腿骨と脛骨の3次元軟骨形状モデルを構築した。重錘により切断膝へ任意の圧縮荷重を作用させることが可能な自作装置に切断膝を設置し、膝関節前方から内側および外側関節面に感圧センサを挿入した。荷重を作用させたままの状態で2方向X線撮影を行い、得られたX画像の骨輪郭とCT骨モデルとMRI骨モデルの投影輪郭との重ね合わせにより大腿骨と脛骨の3次元位置を決定した。3次元位置決定後の大腿骨および脛骨形状モデルにそれぞれMRI軟骨モデルをフィッティングし、軟骨モデル同士が重複した部分を接触領域とみなした。CT骨モデルおよびMRI骨モデルとも軟骨モデル同士の接触深さと測定圧力は内側ではいずれも関節面前方に、外側は関節面中央に分布した。また、圧縮荷重が増加すると接触深さと圧力は増加し、分布領域も大きくなった。また、CT骨モデル同士の近接量分布の位置は軟骨接触領域の位置と概ね対応した。以上の結果から、イメージレジストレーションにより得られた接触深さ分布および近接量分布から関節における接触状態を推定する方法は有効であることが示された。
また、軟骨形状モデル同士の干渉深さから、有限要素法により接触応力を算出する方法について検討を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Reason
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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