共同研究・競争的資金等の研究課題

2018年4月 - 2021年3月

超高精細X線CT装置を用いた包括的骨脆弱性評価に関する研究

日本学術振興会  科学研究費助成事業 若手研究

課題番号
18K15624
配分額
(総額)
2,340,000円
(直接経費)
1,800,000円
(間接経費)
540,000円

本研究では、超高精細CT装置を用いたX線CT画像が従来の画像に対して高い空間分解能を有していることから、マイクロCT装置によるin vitroにおける骨梁形態評価に依存せず、in vivoの骨梁形態評価が有効性であるとの仮説を立て、①模擬海綿骨の骨梁構造形態の基礎的評価、および②人工骨を用いた有限要素解析による骨梁形態の計算生体力学的特性評価の2項目の検証から前述の仮説を立証することを目的とする。平成30年度は海綿骨を有した人工腰椎モデルについて、3Dプリンタを用いて作成した。海綿骨は骨密度若年成人平均値に応じて3種類作成することで、骨粗鬆症の程度に応じた腰椎ファントムを作成した。次に、3Dプリンタを用いて作成された腰椎ファントムをマイクロCT装置により撮影し、海綿骨領域の画像が視覚的に生体画像と同様の構造を有していることを確認した。さらに、骨構造形態パラメータである骨梁体積率、骨梁表面積体積比、骨梁幅、骨梁数、骨梁間距離、骨梁連結性を算出し、これらの解析結果が生体画像を用いた時に得られる値の範囲内であることを確認した。有限要素解析についても同様であった。以上の検討から、3Dプリンタを用いて人工的に作成した腰椎ファントムが生体と同等に扱える妥当性があると評価し、解析結果についても本研究の目的を達成するためのものとして採用できると判断した。現在は超高精細CT装置による腰椎ファントムの画像取得について準備を進めている。