| Research Abstract |
本研究はコンピュータ支援による義足ソケット製作として,立位姿勢での撮影が可能な超音波診断装置により下肢切断者の内部組織を得て,各組織の自動輪郭抽出を行う.自動抽出後に各組織の三次元画像構築と三次元モデリング及び力学解析を行うことにより,今まで経験に頼ってきた義足ソケット製作に,圧力やずれの負担を軽減できるソケット製作への導入を図ることを目的としている.さらに,筋肉の識別として筋線維の自動抽出を行うが,この手法を用いて筋線維と腱膜の自動抽出から筋線維の形状モデル自動生成システムの開発を行い,ヒトの不随運動である伸張反射応答のメカニズムを明らかにすることを目指している.
平成18年度は平成16年度,17年度の結果を踏まえ,CADデータに基づいた三次元モデルの製作,骨の精度検証と骨の自動抽出,及び筋膜,腱膜,筋線維の時系列変化による自動抽出,伸張反射メカニズムの解析を行った.平成18年度の研究実績は,三次元モデルの製作では,CADデータに基づいた皮膚形状の切削モデルとラピットプロトタイピングによる積層モデルを製作し,この陽性モデルを基に義足ソケット製作を試みた.骨の精度検証では,同じ被験者により下肢のCT撮影を行い超音波画像との比較検討を行った.この結果,超音波画像が5%程大きく撮影されることが確認された.骨の自動抽出では,超音波画像では骨の輪郭が明確に表れないため,解剖学的な骨のモデルを用いて骨の輪郭を抽出するソフトウエアを開発した.筋膜,腱膜,筋線維の時系列変化による自動抽出では,抽出した筋線維の精度検証を行い,解剖学的に見て真値に近い値が得られた.また,時系列変化による筋線維長変化を求める方法を考案した.この結果からヒト立位姿勢時の筋線維長変化の計測実験を行い,立位時の内側腓腹筋の筋線維長変化は,足関節周りに要求されるトルク量によって調節されていることが示唆された.また,伸張反射感受性の実験では,足関節角度変化が同じでも,筋線維長変化が大きくなり,伸張反射ループを制御している感受性が異なることを確認した.
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