Ｘ線ＣＴ画像に基づく人工股関節のカスタムメイド設計
■機械金属部 廣崎憲一 中島明哉 舟田義則
■金沢工業大学 新谷一博
■金沢医科大学 兼氏歩
人工股関節置換手術においては，大腿骨髄腔内部へ挿入するステム部の形状が患部の髄腔形態にフィットするほど，ステムの初期固定と大腿骨近位における荷重伝達の遮蔽抑制に有効である。そこで本開発では，大腿骨髄腔内部でのステム占拠率の向上を図ることで，個々の患者の大腿骨髄腔形態に応じたフィット感の高いステムを提供できるカスタムメイド設計手法を考案した。本手法では，大腿骨の3次元CT画像データを用いたリバースエンジニアリング技術を活用して，大腿骨の髄腔形態とその髄腔の湾曲性に基づくステム挿入方向への投影輪郭線群の抽出を行い，最適モデルを設計した。実際の患部画像を用いて評価した結果，本手法で作成したモデルは既製品に比べて髄腔占拠率を大幅に高めることができた。
キーワード：人工股関節，ステム，カスタムメイド，リバースエンジニアリング，Ｘ線CT画像，CAD
Custom-made Design of Artificial Hip Joint with Application of X-ray CT Image
Kenichi HIROSAKI, Akiya NAKASHIMA, Yoshinori FUNADA, Kazuhiro SHINTANI and Ayumi KANEUJI
In hip-replacing arthroplasty, an artificial hip joint stem should be tightly fitted into the proximal femoral canal for secure fixation of the prosthesis in the initial stage, and an effective conveyance of stress to the proximal femur. In this report, we propose a design method for custom-made stems that will provide each patient with a stem with high adaptability ― a stem that fills a higher ratio of the proximal femoral canal. According to this method, the shape of the proximal femoral canal is examined and the contour in the direction of stem insertion, which is projected based on the curve of femoral canal, is sampled to produce an optimized stem. Two images are obtained by the application of reverse engineering technology using 3D X-ray CT images and CAD system. Upon examination of prostheses fitted to patients, the filling ratios of stems in the femoral canals proved to be higher for the custom-made models produced by this method than for ready-made models.
Keywords：artificial hip joint, stem, custom-made, reverse engineering , X-ray CT image ,CAD
全文（PDFファイル：385KB、6ページ）