研究課題
本年度は、海綿骨中の超音波伝搬における骨梁構造の影響に関する詳細な検討を行うと共に、超音波伝搬解析用の数値人体モデルの試作を行った。具体的な内容は以下の通りである。1. 海綿骨を板状の骨と間隙が交互に配列した層状構造に簡略化したモデルを利用して、骨梁の配向に対して斜め方向に伝搬する超音波(高速波・低速波と呼ばれる二波)の振る舞いを観測した。その結果、配向に垂直な骨梁要素の影響は高速波・低速波の伝搬経路と関連する事が分かった。2. 海綿骨の三次元μCT画像から作製した数値モデルを用いた数値シミュレーションによって、海綿骨中の超音波伝搬に及ぼす微細骨梁構造の影響にたいて検討した。骨梁の配向に対して水平・垂直方向それぞれにおける超音波伝搬特性と各種構造パラメータの相関の強さを調べた。3. ウシの海綿骨試料を用いたin vitro測定によって、海綿骨の間隙の連続性が高速波・低速波伝搬に及ぼす影響にたいて実験的検討を行った。その結果、間隙の連続性は低速波に大きな影響を与える事が分かった。4. 独立行政法人・情報通信研究機構より無償提供されている電磁界解析用の数値人体モデルデータベースを超音波解析用の数値モデルに改変した。超音波による骨状態の高精度評価を実現するためには骨梁構造の影響を解明する必要があるが、本研究成果1〜3によって様々な影響が明らかとなった。特に、三つの異なる手法(簡略化した海綿骨モデルを利用する方法、海綿骨のμCT画像を用いた数値シミュレーション、ウシの海綿骨を用いた実験)を用いる事により幅広い検討を実現した。更に、研究成果4によって、骨状態のin vivo評価のための数値シミュレーション実現に近付いた。
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超音波TECHNO 20
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