骨梁構造の力学的異方性を考慮した骨体の患者別小規模モデルの構築

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23500514
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 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: 信州大学
• 研究代表者: 小関 道彦 信州大学, 繊維学部, 准教授 (50334503)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• キーワード: バイオメカニクス / 個体別モデリング / X線CT / 異方性材料

研究概要

X線CT画像に基づく患者別有限要素解析の解析結果の信頼性を高めることを目的として、骨の構造異方性を考慮した解析技術について検討を行った。CT画像から緻密骨内部の微小管構造を抽出し、これを数値化するアルゴリズムを提案した。本アルゴリズムは、異方性情報の抽出に加え、CT画像の信頼性を低下させるパーシャルボリューム効果を低減することが可能である。数値化した異方性情報を有限要素モデルに設定した応力解析を実施し、異方性情報を考慮することの重要性を示した。

研究成果

• [学会発表] 骨組織の構造異方性を考慮した個体別有限要素解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 長谷川琢也, 小関道彦
  • 学会等名: 日本機械学会 北陸信越支部第51 期総会・講演会
  • 発表場所: 富山県
  • 年月日: 2014-03-08
• [学会発表] Individual Stress Analysis of Bone Tissue using Small Scale FE Model with Anisotropic Material Properties (2013)
  • 著者名/発表者名: Michihiko KOSEKI, Takuya HASEGAWA
  • 学会等名: The 15th International Conference on Biomedical Engineering
  • 発表場所: Singapore
  • 年月日: 2013-12-06
• [学会発表] 骨組織の構造異方性を考慮した個体別有限要素解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 長谷川琢也, 小関道彦
  • 学会等名: 日本機械学会 北陸信越支部第50 期総会・講演会
  • 発表場所: 福井県
  • 年月日: 2013-03-09
• [学会発表] X 線 CT 画像に基づく骨組織の異方性情報抽出と個体別有限要素解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 小関道彦, 宮下智弥
  • 学会等名: 日本機械学会 2012年度年次大会
  • 発表場所: 石川県
  • 年月日: 2012-09-09
• [学会発表] X 線 CT 画像に基づく下顎骨の個体別有限要素解析(骨の構造異方性の抽出) (2012)
  • 著者名/発表者名: 小関道彦, 宮下智弥
  • 学会等名: 日本機械学会 第24回バイオエンジニアリング部門講演会講
  • 発表場所: 大阪府
  • 年月日: 2012-01-07
• [備考]
  • URL: http://fiber.shinshu-u.ac.jp/koseki/index.html