| 研究課題/領域番号 |
23500562
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| 研究機関 | 岩手県立大学 |
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研究代表者 |
土井 章男 岩手県立大学, ソフトウェア情報学部, 教授 (60271839)
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| 研究分担者 |
馬渡 太郎 九州大学, 医学(系)研究科(研究院), 研究員 (60335974)
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| キーワード | 情報工学 / 3次元画像処理 / 画像 / 情報システム / 術前計画支援システム / シミュレーション |
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| 研究概要 |
THA(Total Hip Arthroplasty)やTKA（Total Knee Arthroplasty）に必要な3次元情報は、CR/CT画像とMR画像により、取得可能である。これらの3次元画像群を、正確に位置合わせ（レジストレーション）して、1) 仮想立位CT画像の作成機能、2) 骨部と3Dインプラントの応力解析機能、3) シミュレーション結果の可視化機能、4) 3Dインプラント配置結果や応力分布のレポート機能、5) 骨切り面の表示・計測機能を実現した。また、臨床の場において、試験的な運用を行い、膝関節のインプラント置換手術におけるシミュレーション機能の有効性を検証した。
現状のインプラントのサイズは、S、M、Lなどから選択するのみである。シミュレーション結果を評価する際にインプラント設計パラメータを患者に合わせることで、より患者のQOLに適したインプラント設計が可能となる。具体的には、インプラントの設計パラメータ（サイズ、厚み、高さ、表面仕上げなど）をあらかじめ、いくつか決めておき、そのパラメータを変更することで、その患者に適したインプラント形状を求めて、テイラーメイドインプラントの必要性や有効性を評価した。
インプラント設計は「破損」や「ゆるみ」が生じる問題と関連しているため、臨床現場の医師から意見を収集しながら、インプラント形状の設計パラメータや配置方法を検討した。正確な3次元形状を保持することで、術前に種々のシミュレーションが可能になるが、より精度を高めるため、インプラントの埋め込み・引っ張り時における応力解析やその検証実験を行った。
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