事例

Simpleware とLS-DYNA の連携による強度解析 - 人体鎖骨モデル

(データ:北里大学医療衛生学部医療工学科酒井先生ご提供)


本事例は北里大学医療衛生学部医療工学科で鎖骨骨折の固定治療に用いる2種類のプレートの有意差を検証した事例です。「フック付きロッキングプレート」と「アーム付きノンロッキングプレート」を鎖骨や肩甲骨とともにFEMモデル化した後、LS-DYNAを用いたシミュレーションによってそれぞれの結果を検証し、臨床応用にどちらがより役立つものであるかについて調査されています。

この金属プレートを含む鎖骨模型のモデル化に使用したスライス画像データは、装置の測定可能範囲の都合により3つのエリアに分けて測定されています。このような場合もScanIPでそれぞれの形状を作成した後、+CAD Moduleで結合することによって1つのモデルとして使用することが可能です。





ScanIP によるモデル化


図1アーム付きノンロッキングプレート A1
図1 アーム付きノンロッキングプレート A1




アーム付きノンロッキングプレート及びフック付きロッキングプレートの構成部分A1,A2、B1,B2、肩甲骨の5種類のCT画像データがあります。1種類ずつScanIPに読み込みセグメンテーションツールを使用してモデル化します。インプラントと骨のグレースケールの値が異なるため、閾値を指定してモデル化を行ないます。図1はアーム付きノンロッキングプレートのA1部分をモデル化した例です。



+CAD Moduleによる統合

ScanIPで作成したそれぞれの構成パーツを+CAD Moduleに読込み、 位置合わせツールを使用して、3つのモデルを一体に結合します。



+CAD Moduleでの合成画面



+CAD Module で結合したモデルをScanIP に読込、メッシュを作成します。
作成されたメッシュモデルの要素数は、両パターンとも約27 万要素、メッシング時間は約20 分です。



LS-DYNAによる応力解析

解析条件



解析結果


●アーム付きノンロッキングプレート● ●フック付きロッキングプレート●
フック付きロッキングプレートではフックと骨の間の接触部位に高応力が発生
フック付きロッキングプレートの相対変位はアーム付きノンロッキングプレートと比較して大きい




株式会社JSOLはSimplewareの正規代理店です。
※ Simpleware の開発元は、Simpleware Ltd (英国) です。
※ 記載されている製品およびサービスの名称は、それぞれの所有者の商標または登録商標です。

ページトップへ戻る

お問い合わせ先:
株式会社JSOL エンジニアリングビジネス事業部 E-mail:simpleware-info@sci.jsol.co.jp


NTT DATAグループ日本総研