| 研究概要 |
本研究では、超音波による境界面からのエコー特性を利用して大腿骨内部の厚さ状態を測定するとともに、大腿骨周辺部における応力分布状態を有限要素法により力学的に解明した。さらに、人工股関節置換術後の人工股関節ステムと骨との間に生ずる「ゆるみ」の早期診断に役立つ超音波法を確立させた。具体的に行った内容は下記に述べる。
(1)超音波により大腿骨内部の状態を測定するための測定装置を製作した。
(2)製作した超音波測定装置を用い、大腿骨に人工股関節ステムを挿入している患者および挿入していない人の皮膚上より大腿骨内部に超音波を入射させた。骨の外側と内側、およびステムより得られるエコー位置より、大腿骨内部の骨や骨髄の厚さを測定した。
(3)(2)の測定結果をX線CT像と比較検討し、超音波で測定した骨および骨髄の厚さがかなり正確に測定できることを明らかにした。
(4)人工股関節ステムが挿入された大腿骨モデルについて、骨頭に負荷を作用させた問題を有限要素法により解析し、大腿骨周辺部における応力分布状態を明らかにした。
(5)ひずみゲージを貼付した豚の大腿骨試料を圧縮し、大腿骨に生ずるひずみ分布を明らかにした。
(6)(3),(4),(5)より、人工股関節ステムが挿入された大腿部周辺部の状態を力学的に解明した。また超音波を用いれば、人工股関節置換術後のステムと骨との間に生ずる「ゆるみ」の状態を把握できることが明らかにされた。
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