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2002 年度 研究成果報告書概要

生体海綿骨骨梁のリアルタイム画像化と力学的健全性評価システム

研究課題

研究課題/領域番号 13680930
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 医用生体工学・生体材料学
研究機関岐阜大学

研究代表者

野方 文雄  岐阜大学, 工学部, 教授 (70047629)

研究分担者 玉川 浩久  岐阜大学, 工学部, 助手 (60324282)
研究期間 (年度) 2001 – 2002
キーワード生体骨 / 3D骨梁構造 / 超音波 / リアルタイム可視化 / 海綿骨 / 骨折リスク評価 / 骨粗鬆症 / 医療機器
研究概要

継続的な高年齢人口の増加にともない医者、科学者、ファミリドクターは骨粗鬆症に対する関心が増大してきた。高価な二重エネルギX線吸収検査装置(DXA)は骨密度を正確に計測できるが、X線被爆の危険性を有している。
現在のところ被爆を受けない満足な定期健診としての方法は確立していない。骨粗鬆症は、まず海面骨が変化して進行し、進んだ状況においてのみ皮質骨が薄くなっているのが検出される。したがって、安価で非侵襲法による生体骨密度(BMD)と骨折危険度と関連つけることができる骨構造、骨梁密度、方向、および海面骨骨梁方向と強度の関係を評化する方法を確立しなければならない。本研究では生体骨構造の可視化とその構造に対する強度評価法を提案した。これは、力学的骨折危険度の視点から骨粗鬆症診断を可能とするものである。得られた結果をまとめると次のようである。
1)医用超音波装置のリニア型プローブからの反射信号を処理して骨と骨髄を可視化する方法を確立した;骨からの反射波と閾値を導入し、1ピクセル0.18×0.2mmサイズで2次元骨構造を描いた。
2)生体骨において、最適な閾値は0.89〜0.96、セラミック試験片(コージライト)では〜1.16であった。
3)超音波試験と有限要素法による画像化された生体海綿骨における骨折リスク評価法を提案した。
これらの手法は、踵骨に対するリアルタイムで3D可視化装置の開発を可能としよう。

  • 研究成果

    (28件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (28件)

  • [文献書誌] F.Nogata, et al.: "Evaluation of Mechanical Integrity of in Vivo Human Bone using ultrasonics"Proceedings of APFS & ATEM'01,APC on Fracture and Strength'01,and Inter Conf On Ad Tech in Exn Mech'01. No.1. 189-193 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] H.Tamagawa, et al.: "Adhesion Between the Anionic and the Cationic Gels, and its Intimate Correlation to the Hardening of Amphoteric Gels"Proceedings of APFS & ATEM'01,APC on Fracture and Strength'01,and Inter Conf On Ad Tech in Exn Mech'01. No.2. 878-883 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] F.Nogata: "Estimation of Bone Area Fraction and Visualization of Architecture Using Ultrasonic Signals"Inter. Con. On Biomechanics combined with the Annual Scientific Meeting of Taiwanese Society of Biomechanics. 82 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] 野方 文雄: "超音波による海綿骨の画像化について"日本機械学会第12回バイオエンジニアリング学術講演会・秋季セミナー. 01-27. 101-102 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] 野方 文雄: "音で見る骨の健康"日本機械学会誌. 101-997. 806-807 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] 野方 文雄: "超音波による生体海綿骨の骨量と強度評価"超音波テクノ. 13・10. 36-39 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] 津幡陽子, 野方文雄: "超音波による生体海綿骨の骨梁構造と強度評価法について"日本機械学会関東支部・精密工学科会, 山梨講演論文集. 229-230 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] H.Tamagawa, K.Yagasaki, F.Nogata: "Mechanical characteristics of ionic polymer-metal composite in the process of self-bending"American Institute of Physics. 92・12. 7614-7618 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] F.Nogata: "Visualization technique of trabecular architecture using ultrasonic signals"2^<nd> European Medical and Biological Engineering Conference (EMBEC'02). Part 2. 1564-1565 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] 野方 文雄: "超音波による骨強度評価法について"第4回日本骨粗鬆症学会プログラム抄録号. 10・38. 155 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] H.Tamagawa, F.Nogata, et al.: "Reversible hardness variance as a commonly observable phenomenon for various amphoteric gels"JSME International Journal Series, A. 45-4. 579-584 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] H.Tamagawa, F.Nogata, et al.: "Bending crvature and generated force Nafion actuator"2002 IEEE Inter. Conf. on Industrial Tech. Proceedings. 2. 945-949 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] 津幡陽子, 野方文雄: "超音波による膝蓋骨の構造と強度評価"日本機械学会第15回バイオエンジニアリング講演会講演論文集. No.02-35. 89-90 (2003)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] F.Nogata, et al.: "Estimation of in vivo bone strength using ultrasound signals"International Journal of Modern Physics B(Proc. of AMDP 2002). No.7-10(in press). (2003)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Fumio Nogata, Akira Shimamoto, Se-Hi Chung and Hirohisa Tamagawa: "Evaluation of mechanical integrity of in vivo human bone using ultrasonics"Proceedings of APCFS (Asian Pacific Conference on Fracture and Strength '01) & ATEM '01 (Advanced Technology in Experimental Mechanics '01). Vol.2 Sendai. 189-193 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Hirohisa Tamagawa, Fumio Nogata, Kazuto Yagi, Shinya Sasaki, Susumu Umemoto, Norimasa Okui, Suzana Popovic, and Minoru Taya: "Adhesion between the anionic and the cationic gels, and its intimate correlation to the hardening of amphoteric gels"Proceedings of APCFS (Asian Pacific Conference on Fracture and Strength '01) & ATEM '01 (Advanced Technology in Experimental Mechanics '01). Vol.2 Sendai. 878-883 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] F. Nogata: "Estimation of Bone Area Fraction and Visualization of Architecture Using Ultrasonic Signals"Inter., Con. On Biomechanics combined with the Annual Scientific Meeting of Taiwanese Society of Biomechanics. 82 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] F. Nogata and H. Hayasaki: "Study on 2-D Ultrasonic Visualization Technique for Architecture of Cancellous Bone (in Japanese)"Japanese Society for Mechanical Engineering, The 12th Bioengineering Conference 2001 Annual Meeting of BE/JSME (Nagoya). No.01-27 (2001, 10, 27-28, Nagoya). 101-102 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] F. Nogata: "Ultrasonic Diagnose of Bone Integrity (in Japanese)"Journal of the JSME. 101-997. 806-807 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] F. Nogata: "Estimation of bone density and strength for in vivo cancellous bone"Techno, Ultrasonic Technology. 18-10. 26-39 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Y. Tsubata and F. Nogata: "Assessment of in vivo trabecular architecture and Young's modulus by Itrasound (in Japanese)"The JSME Yamanashi District Conference. No.02-35. 229-230 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] H. Tamagawa, K. Yagasaki, F. Nogata: "Mechanical characteristics of ionic polymer-metal composite in the process of self-bending"Journal of Applied Physics. 92・12. 7614-618 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] F. Nogata: "Estimation of Bone Area Fraction and Visualization of Architecture Using Ultrasonic Signals"2nd European Medical and Biological Engineering Conferene (EMBEC "02, Austria). Part 2. 1564-1565 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] F. Nogata: "Study of Estimation of bone Strength Using Ultrasound (in Japanese)"The 4th Annual Meeting of the Japan Osteoporosis Society. Vol.10-1・38. 155 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Y. Tsubata and F. Nogata: "Assessment of in vivo patella architecture and Young's modulus by ultrasounds ( in Japanese)"Japanese Society for Mechanical Engineering, The 15th Bioengineering Conference 2001 Annual Meeting of BE/JSME. No.02-35. 89-90 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Fumio Nogata, Akira Shimamoto, and Toshihiko Habu: "Estimation of in vivo bone strength using ultrasound signals"International Journal of Modern Physics B (Proc. Of AMDP 2002, Tegu, Korea) CD-ROM. No.7-10 (International Journal of Modern Physics 2003) B (in press). (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] H. Tamagawa, F. Nogata, et al.: "Reversible hardness variance as a commonly observable phenomenon for various amphoteric gels"JSME International Journal Series. A, 45-4. 579-584 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Hirohisa Tamagawa, Fumio Nogata, Toyotaka Watanabe, Akinori Abe, and Kazuyuki Yagasaki: "Bending curvature and generated force Nafion actuator"2002 IEEE International Conference on Inductrial Technology Proceedings. Dec. 2002, 11-14, Bangkok. 945-949

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より

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公開日: 2004-04-14  

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