CAD・CAEによる人工顎関節の設計・製作とその臨床応用

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13470435
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 菅原 利夫 岡山大学, 大学院・医歯学総合研究科, 教授 (10116048)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 川本 知明 岡山大学, 歯学部・附属病院, 助手 (00325119) ; 水川 展吉 岡山大学, 大学院・医歯学総合研究科, 助手 (00263608) ; 三島 克章 岡山大学, 歯学部・附属病院, 講師 (60304317) ; 山田 朋宏 岡山大学, 歯学部・附属病院, 助手 (60335619)
• Keywords: 人工顎関節 / 顎関節 / CAD / CAM / 睡眠時無呼吸症候群 / 慢性関節リウマチ

Research Abstract

人工顎関節全置換術適応患者に個々のカスタムメイドの人工顎関節を作成するためには、患者個々の顎関節部から正確な3Dソリッドモデルを構築しなければならない。このためヒト乾燥頭蓋骨を用いてソリッドモデルを構築するシステムを確立するとともにその精度を検定した。
1)頭蓋骨のCTデータの採取とデータ交換
医療用画像のネットワーク標準規格として採用されている、DICOM形式のデジタル画像が供給出来るCTスキャナを用いて、ヒト乾燥頭蓋骨のスキャンを行った。次にコンピューター上で、得られた2Dスライス画像をMOディスクにDICOM形式のデジタル画像として保存し、同画像を人体解析ソフトV-works(CyberMed社、Korea)に認識させ、頭蓋骨および下顎骨のパーツに分割し各々のパーツをSTLファイルとして出力した。
2)STLファイルからのソリッドモデルの構築
そのデータをNURBSモデラーRhinocerosに認識させ、さらに三次元CADソフトSolidWorks(SolidWorks社、US)に認識させてソリッドモデルとした。作成した頭蓋骨の側頭骨下顎窩および頬骨弓周辺の表面データなどから人工顎関節ソリッドモデルを作成した。
3)ソリッドモデルからの3Dモデルの作成と精度検定
このソリッドモデルのデータを切削RP用3D-CAMソフトCraft MILL Professional Ver1.2(リアルファクトリー、東京)に認識させて、切削のシミュレーションを行い、切削機MDX-500で超高分子量ポリエチレンのブロックを切削した。作成したソリッドモデルがどの程度の精度を持っているかについて計測した。

Research Products

• [Publications] 菅原 利夫: "人工顎関節の開発と臨床応用"顎関節バイオメカニクス学会誌. 7・1. 77-80 (2001)
• [Publications] 川本 知明: "人工顎関節の応力解析に関する基礎的研究"顎関節バイオメカニクス学会誌. 7・1. 135-138 (2001)
• [Publications] Kawamoto T.: "Properties of bioabsorbable ultra high strength PLLA device"Proceeding of the 7th Japan international SAMPE Symposium. 455-458 (2001)
• [Publications] Mishima K.: "Comparison between the palatal configuration in complete and incomplete unilateral cleft lip and palate infants under 18 of age"Cleft Palate-craniofacial J. 38・1. 49-54 (2001)
• [Publications] Yamada T.: "Surgical results of primary lip repair using the triangular flap method with and without rotation advancement for complete unilateral cleft lip and palate ; three dimensional analysis"Transaction of 9^<th> International Congress on Cleft Palate and Related Craniofacial Anomalies. 359-367 (2001)
• [Publications] 菅原 利夫: "リウマチ病セミナーXII,慢性関節リウマチにおける顎関節の病態"永井書店. 9 (2001)