研究課題
1)X線回折法による骨ミネラル微結晶の配向測定X線回折法(XRD)の極点図法を用いて、ウシ・ヒト皮質骨試料のハイドロキシアパタイト(HAp)微結晶の配向を測定した。また、超音波縦波音速の異方性(入射方向依存性)を円環状皮質骨の円周-骨軸面内で詳細に検討した。これらの結果を比較検討し、HAp配向と音速の相関がR値で0.8程度と極めて高く、音速の異方性にHAp配向が大きく寄与していることを見出した。2)ブリユアン光散乱法による海綿骨骨梁の測定光学測定系の改良を行い、顕微システムによる正確な微小測定領域の設定手法を確立した。その結果、骨梁1本中の超音波縦波音速測定が可能となった。ウシ海綿骨の骨梁を測定した結果、骨梁中の音速は4400-4800m/s程度と皮質骨と同程度の値であることがわかった。3)ヒト海綿骨試料中の縦波超音波伝搬特性の検討フランスにおいて、ヒト海綿骨試料の超音波測定を行った。その結果、ヒト海綿骨試料においても縦波超音波の分離現象が確認された。高速波と低速波の音速は大きな異方性をもち、その音速値は骨体積比だけでなく、骨梁構造に大きく依存することを指摘した。4)X線CTの3次元モデルを用いた音波伝搬シミュレーションの検討19年度に作成した弾性FDTDプログラムを、X線CTデータから得られた海綿骨の3次元骨梁モデルに適用した。骨梁構造と高速波・低速波の音波伝搬特性の関係は実験結果とよく似た傾向となった。また、高速波の伝搬減衰は伝搬初期が最も大きく、複雑な海綿骨の場合、高速波が安定して生成するためにはある程度の初期伝搬距離が必要であることがわかった。
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