コンピュ-タNCロボットによる三次元復構モデルの作成とその臨床応用

1989 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 01440082
• Research Institution: Showa University
• Principal Investigator: 福原 達郎 昭和大学, 歯学部, 教授 (50013834)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 鐘ケ江 晴秀 昭和大学, 歯学部, 講師 (90119173) ; 平出 隆俊 昭和大学, 歯学部, 助教授 (80129866) ; 加藤 博重 昭和大学, 歯学部, 助教授 (70138402) ; 柴崎 好伸 昭和大学, 歯学部, 教授 (40014005)
• Keywords: NCロボット / 骨塩ファントム / 炭酸カルシウム / ハイドロキシアパタイト / 骨密度 / 三次元有限要素法

Research Abstract

本年度における研究実績としては、1)骨塩ファントムの開発とCT撮影による骨密度の計測方法の確立。2)生体骨組織の骨密度および物理的性状の計測。3)ハイドロキシアパタイトの物理的性状の検討、等があげられる。
このうち1)骨塩ファントムの開発とCTによる骨密度の計測法に関しては、炭酸カルシウムを用いたファントムロッドおよびウレタンを用いた基材の開発が完了し、ヨ-ド系造影剤を使用した基礎実験および生体に装着した上でのX線減弱の変動の調査などを行った。その結果、炭酸カルシウムロッドは、生体骨のCT値変動と非常に高い相関性を持つことが確認された。しかし、X線のエネルギ-(管電圧)が大きく変化した場合にも適合性が保たれるかどうかは疑わしいため、さらにエネルギ-依存性の良好なハイドロキシアパタイトのロッドを開発しなければならない。次に2)生体骨組織の計測に関しては、ヒト新鮮骨(遺体よりの摘出骨)を現在集収中である。生体各部分を集めているが、骨密度、物理的強度共に大きな差が見られる。また、骨の強度、物理的性質と筋機能等の相互関係を調べるために、三次元有限要素法を用いた理論解析を行っている。また、3)ハイドロキシアパタイトの物理的性状の検討については、含気率を変化させて焼結したアパタイトを数種類使用し、そのCT撮影によるCT値の分布を調査、さらに、切削工具を実際に使用して切断に要する時間等の検討を行っている。今後NCロボットの切削工具等はさらに改良されなければならないと考えられる。