Vibration Property of Stems: a Possibility of Resonance-induced Periprosthetic Femoral Fracture.

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本研究は、人工股関節置換術後によって体内に挿入された人工物が、外部刺激にたいして共振し、骨折を誘引してしまう可能性を検証することを目標としている。昨年度までは、まず人工股関節置換術に使用される主要なステムメーカーからよく用いられるステムを収集した。つぎに、一部のステムに対して、それらが生体内に埋没しない状態での固有振動数をレーザドップラー振動計によって実験的に測定した。さらに、この実験の数値論的妥当性検証のために，一般的な構造解析アプリケーション（e.g., OpenSCAD・FreeCAD・COMSOL5.4）を用いて、構造解析シミュレーションを行った。その際、シミュレーションの値が実測値と一致するまでパラメータを調節し、構造解析モデルを改良した。このモデル最適化によって構造解析シミュレーションの妥当性が確認されたため、その後は、このシステムを利用し、残りのステムの固有振動数を推定した。本年度は、以上の結果の工学的妥当性を検討するために、構造解析の専門家と協議した。その際、計測系の妥当性に関する技術的疑問点が挙がったため、それらを解決するための追加実験および構造解析シミュレーションを行った。これらによって、懸念されていた計測系の不備は否定され、問題点も解消された。さらにこれらの新たな検証結果により、主となる結果の妥当性も補強されることとなった。現在は最終的な確認のため、構造解析の専門家と更なる協議を行い、さらなる改善点の洗い出しを行なっている。