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BONE FRACTURE RISK EVALUATION METHOD meetings

Patent code P140010235
File No. T3-11012-T
Posted date Jan 29, 2014
Application number P2012-001645
Publication number P2013-141477A
Patent number P5829921
Date of filing Jan 6, 2012
Date of publication of application Jul 22, 2013
Date of registration Oct 30, 2015
Inventor
  • (In Japanese)田原 大輔
  • (In Japanese)堀川 武
Applicant
  • (In Japanese)学校法人龍谷大学
Title BONE FRACTURE RISK EVALUATION METHOD meetings
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a bone fracture risk evaluation method by a dynamic analysis technique considering a more realistic load.
SOLUTION: A bone fracture risk evaluation system is configured to evaluate a risk of the bone fracture by restructuring a bone trabecula digital image model while placing a stress load on a bone trabecular digital image model having a bone part composed of voxels of certain size, placing a measurement load on the bone trabecula digital image model after restructure, and measuring stress distribution. The bone trabecular image model is restructured by repeating a process of generating one or more new voxels in contact with the voxel of a bone trabecular surface when stress at the voxel is a disappearance threshold level or more larger than average stress of the voxel, or eliminating one or more voxels including the voxel when the stress is a disappearance threshold level or smaller than average stress of a periphery, and the stress distribution of the bone trabecular digital image model after restructure is measured while the measurement load is placed in a direction orthogonal to at least the stress load.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

骨粗鬆症は、骨梁の骨密度の減少と微細構造の変化によって骨折リスクが高まった病態である。特に、高齢になってからの骨折は、寝たきりなどを誘発させ易くなる。骨粗鬆症の国内の患者は、1000万人以上とも言われている。骨梁は、各微細部分が骨芽細胞により作られ(骨形成し)たり破骨細胞により壊され(骨吸収し)たりするという再構築(リモデリング)を長期的に繰り返しており、骨梁の微細構造は骨形成と骨吸収の量のバランスにより変化する。骨粗鬆症は、骨形成と骨吸収の量のバランスが崩れ、骨形成よりも骨吸収の量が相対的に多くなったものである。骨粗鬆症の診断又は治療のためには、現在、X線などによる骨密度の測定が行われているのであるが、より高度な診断又は治療のためには、骨粗鬆症の骨梁の力学的評価が必要である。

ところで、骨梁の力学的評価のために、非特許文献1に示すように、骨梁の微細構造を再現した骨梁デジタルイメージモデルに圧縮負荷をかけ、有限要素法解析(FEA)によって骨梁表面の応力の不均一性を算出し、その不均一性に応じた再構築をシミュレートする力学的解析手法が提案されている。なお、非特許文献1に関連して、特許文献1には、人工的な骨代替物の構造を設計する手法が記載されている。

そして、これまでに、本願発明者らは、例えば非特許文献2に示すように、この力学的解析手法に多方面から改良を加えてきた。非特許文献2は、骨質の重要な因子であるBAp結晶の配向に起因する骨梁の材料異方性を考慮した力学的解析手法による骨折リスク評価の可能性を報告したものである。

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は、骨粗鬆症の診断又は治療のために好適な骨折リスク評価のためのコンピュータの作動方法に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
人又は動物の骨梁の撮影により得られ、骨部分が一定の大きさのボクセルから構成される所定の三次元の範囲の骨梁デジタルイメージモデルをデータの形で記憶装置に保存し骨折のリスクを評価するためにシミュレーションによって処理する骨折リスク評価のためのコンピュータの作動方法であって、
前記骨梁デジタルイメージモデルにストレス負荷をかけながら、骨梁表面のボクセルにおける応力が、周囲の平均応力よりも生成閾値レベル以上に大きければ当該ボクセルに接する新たな1以上のボクセルを生成し、周囲の平均応力よりも消失閾値レベル以下に小さければ当該ボクセルを含む1以上のボクセルを消失させる過程を繰り返して前記骨梁デジタルイメージモデルを再構築する前記コンピュータによる処理工程と、
前記再構築後の骨梁デジタルイメージモデル少なくとも前記ストレス負荷と直交方向に測定負荷をかけて応力分布測定を行う前記コンピュータによる処理工程と、を有することを特徴とする骨折リスク評価のためのコンピュータの作動方法。

【請求項2】
 
請求項1に記載の骨折リスク評価のためのコンピュータの作動方法において、
患者の測定された骨密度に合わせて生成閾値レベルと消失閾値レベルを調整し、前記再構築により前記骨梁デジタルイメージモデルを作製し、当該骨密度に対応する応力分布を測定することを特徴とする骨折リスク評価のためのコンピュータの作動方法。

【請求項3】
 
請求項1又は2に記載の骨折リスク評価のためのコンピュータの作動方法において、
前記骨梁デジタルイメージモデルのボクセルにおけるBAp結晶の配向方向のヤング率を他の方向よりも大きくして応力を算出することを特徴とする骨折リスク評価のためのコンピュータの作動方法。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2012001645thum.jpg
State of application right Registered
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