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超音波パルスの瞬時振動数変化を利用した歯科インプラントの検査技術

研究課題

研究課題/領域番号 18K04023
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分20010:機械力学およびメカトロニクス関連
研究機関九州大学

研究代表者

井上 卓見  九州大学, 工学研究院, 教授 (40274485)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2019年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2018年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
キーワード診断 / 超音波 / 信号処理 / 同定 / 瞬時振動数
研究成果の概要

本研究では,申請者が提案した超音波パルスを利用する診断技術を応用し,インプラントねじの締結状態(締付トルク)を定量的に評価する技術を提案した.
まず,縦波である超音波パルス波の一部がねじ山を透過する際に横波に変換されることを見出し,この横波の瞬時振動数が締結トルクに従って重要な変化を示すことを明らかにした.次に,締付トルクをねじ山間の接触剛性として間接的に表現,同定する方法を実施した.その結果,推定された締付トルクは実際に与えたトルクよりは若干小さい値ではあるものの,比較的良好な精度で推定できた.これにより,インプラントねじの締結状態の定量評価を可能とする基礎技術が確立できた.

研究成果の学術的意義や社会的意義

歯周病等により失われた歯に代わり歯科インプラント(人工歯)が広く用いられてきている.一方で,インプラントねじの緩みにより侵入した細菌に感染し,歯槽骨や顎骨が溶けインプラントが脱落する問題が知られている.特に,患者が自覚できない程度の小さな緩みが問題とされ,この緩みを確実に検出する方法は未だ存在しないことから,臨床現場ではインプラントの締結状態を高精度に評価できる検査技術の確立が望まれている.本技術により歯科インプラント治療で懸案となっている大きな問題が解決されるとともに,人工関節など他のインプラント技術への応用も期待できる.

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (9件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Vibration Engineering for a Sustainable Future2020

    • 著者名/発表者名
      Ren Kadowaki, Takumi Inoue, Kentaro Kameda, Kazuhisa Ohmura
    • 雑誌名

      Experiments, Materials and Signal Processing

      巻: 2 ページ: 1-6

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 空中超音波のコインシデンス効果を利用するヒートシール瑕疵の非接触検出2020

    • 著者名/発表者名
      森 健太, 井上 卓見, 門脇 廉
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集

      巻: 86 号: 886 ページ: 19-00381-19-00381

    • DOI

      10.1299/transjsme.19-00381

    • NAID

      130007864407

    • ISSN
      2187-9761
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 反射超音波パルスを用いたボルトの緩み診断2019

    • 著者名/発表者名
      KADOWAKI Ren、IKEDA Shoki、INOUE Takumi
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集

      巻: 85 号: 871 ページ: 18-00202-18-00202

    • DOI

      10.1299/transjsme.18-00202

    • NAID

      130007618932

    • ISSN
      2187-9761
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 超音波エコーの干渉を利用した物体表面近傍の異常診断2021

    • 著者名/発表者名
      井林 洸一,井上 卓見,門脇 廉
    • 学会等名
      第52回学生員卒業研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 超音波パルスを用いたボルトナット締結体の緩み評価(接触剛性の推定値の改善)2021

    • 著者名/発表者名
      川北 直史,井上 卓見,門脇 廉
    • 学会等名
      第52回学生員卒業研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 超音波パルスの瞬時振動数を用いた機械内部の接触面圧評価2020

    • 著者名/発表者名
      大久保 知輝,井上 卓見,門脇 廉,大村 和久
    • 学会等名
      Dynamics and Design Conference 2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 超音波の瞬時振動数を用いた隙間寸法の計測2019

    • 著者名/発表者名
      大久保知輝, 井上卓見, 門脇廉, 大村和久, 森健太
    • 学会等名
      Dynamics and Design Conference 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 瞬時位相の時間周波数表現に基づく重畳超音波エコーのパラメータ同定2019

    • 著者名/発表者名
      亀田健太朗,井上卓見,門脇廉
    • 学会等名
      第18回 評価・診断に関するシンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ねじ山に入射する超音波のモード変換を利用したボルトの緩み診断2019

    • 著者名/発表者名
      門脇廉,亀田健太朗,井上卓見
    • 学会等名
      九州ダイナミクス&コントロール
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 超音波パルスの瞬時振動数に着目した機械部品間の接触面圧推定2018

    • 著者名/発表者名
      森健太,井上卓見,門脇廉
    • 学会等名
      Dynamics and Design Conference 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 透過超音波パルスの瞬時振動数に着目したボルトの締結力評価2018

    • 著者名/発表者名
      亀田健太朗,井上卓見,門脇廉,大村和久
    • 学会等名
      Dynamics and Design Conference 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 超音波パルスのモード変換を利用したボルト緩み診断手法の開発2018

    • 著者名/発表者名
      吉田凜太郎 ,井上卓見,門脇廉,大村和久
    • 学会等名
      第17回 評価・診断に関するシンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] 歯科インプラントにおけるねじの緩みの問題

    • URL

      http://dynamic.mech.kyushu-u.ac.jp/Research/Re_Dental_inplant.html

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 1. 歯科インプラントにおけるねじの緩みの問題

    • URL

      http://dynamic.mech.kyushu-u.ac.jp/Research/Re_Dental_inplant.html

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [備考] 超音波瞬時振動数応用例1:歯科インプラント等締結部の評価技術

    • URL

      http://dynamic.mech.kyushu-u.ac.jp/Re_Dental_inplant.html

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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