2012 Fiscal Year Research-status Report
球状インプラント材の３次元デジタル画像化の基礎研究
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24656110
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| Research Institution | Niigata University |
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Principal Investigator |
新田 勇 新潟大学, 自然科学系, 教授 (30159082)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2014-03-31
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| Keywords | トライボロジー / 球面デジタル画像 |
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| Research Abstract |
球の形をした機械要素の代表は，転がり軸受の転動体であるが，その他にも人工心臓弁や人工股関節などが球状の機械要素（インプラント）として使用され，血液の漏洩防止や関節の摩擦低減に大きく貢献している．これらのインプラントは複雑な3次元形状をとるので，表面全体を歪みなく画像化するのは特に難しく，インプラントの機能改善を阻む大きな要因の一つとなっている．トライボロジー的な解析を行う上では，表面画像を得るだけでは不十分であり，摩耗量を評価するためにその形状も正確に把握する必要がある．これまでは，ズーム顕微鏡や真円度測定機など別々の測 定機を使用する必要があり，解像度と時間の点で不十分であった．本研究では，非接触で球表面の画像と形状を同時に測定できる方法を世界に先駆けて開発することに挑戦する．
本年度は，球形インプラントとして人工心臓弁であるシリコンボールを観察した．２個の回転ステージを使用して，円筒ジグにシリコンボールを接着により取り付けた．この状態で観察できるエリアは半球部分となるので，シリコンボールの反対を接着し直して，残りの半球部分を観察した．この際に，ジグにシリコンボールを接着し直し，さらに円筒ジグを回転ステージに設置し直すことになり，これが原因で球面のつなぎ部分で画像の位置ずれが生じた．今後はこの点を改善してゆきたい．得られた画像は円筒図法（メルカルト）の展開図となり，そのままでは球面の相関がイメージしがたいので，3次元空間の球に取得画像を貼り付けた．このようにすることで，球面上の傷等の位置関係が直感的に理解できるようになる．画像の取得はできたが，形状の取得は次年度の課題となった．
上記の通り，若干の積み残しの課題があるが，これまでのところ研究はほぼ計画通りに進んでいると言える．
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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
本研究の目的は，広視野レーザ顕微鏡技術を用いて柔らかいインプラント材料の画像取得と形状を求めることである．平成24年度の計画では，光学系とステージ送りの改良を行って，球インプラントの画像を取得することとなっていた．そのために，これまでの装置の光学系の調整と 電動ステージの送りソフトを改良した．その結果，当初予定の球表面全面に亘り観察画像を取得することができた．さらに，取得画像を3次元空間で球表面に貼り付けて表示することにより，計測結果を直感的に理解できる提示方法を開発した．これらのことより，研究はおおむね順調に進展し ていると判断した．
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| Strategy for Future Research Activity |
上記の通り，研究はおおむね順調に進んでいる．次年度は今年度若干積み残したことを解決すると共に，計画通りに研究を進める予定である．
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
当初の計画通り遂行する予定である．
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