非均質な材料特性を考慮した生体骨の患者別イメージベース力学解析

摘要

本研究では，骨のイメージベース有限要素解析において，医療用X線CT画像から，骨内の材料特性分布をモデルに反映する手法を提案し，患者別力学解析の臨床における有用性について検討する．まず，骨のような非均質材料の特性を考慮した解析を行うため，要素ごとに材料特性を与えられる解析システムの開発を行う．また，材料非均質性の考慮が応力分布に与える影響を検討するために，大腿骨を対象として，非均質性考慮の有無による応力分布の比較を行う．次に，解析結果の検証を行うために，脊椎の模擬骨内に発生する圧縮主ひずみに対して，荷重試験により得られた測定値と，解析から得られる値を比較する．さらに，患者別力学解析の臨床における有用性を検討するために，骨粗鬆症の投薬治療中の患者を対象に，経時的に応力解析を行い，治療が脊椎の強度に対して与える効果を評価する．