接触角测量方法、接触角测量装置、生物体补缀部件检查装置、程序以及存储介质的制作方法_4

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_c为更大的值的处理。
[0144] 图像处理部8在步骤T11中校正Ra_max的值或者在步骤T12中校正Ra_min的值后, 再次反复步骤T2~步骤T7的处理。
[0145] 然后,在再次的步骤T7的处理中,在差Δνο为零或者实质上为零的情况下(步骤T7 中为是),图像处理部則尋假定半径Ra_c设定为半径Ra(步骤Τ8)。
[0146] 另一方面,在再次的步骤T7的处理中差Δνο不为零且也不实质上为零的情况下 (步骤Τ7中为否),图像处理部8判断计数器i的值(步骤T9)。在该情况下,图像处理部8反复 进行步骤步骤T2~T7的处理、步骤T9~T10的处理、步骤T11或者步骤T12的处理,直到Δνο 的值为零或者实质上为零,或者计数器i的值达到规定的上限值imax为止。
[0147] 另一方面,在步骤T9中,图像处理部8在判断为计数器i的值达到imax的情况下(步 骤T9中为是),设定错误标志(步骤T13)。也就是说,图像处理部8判断为假定半径Ra_c的计 算未收敛。
[0148] 参照图及图2,通过上述结构来计算出的接触角丫的值被输出到检查部4。
[0149] 检查部4例如具有CPU、RAMW及ROM等。检查部4使用通过接触角测量装置3来测量 出的接触角γ,来检查试料曲面104的润湿性。具体来讲,检查部4在接触角γ为规定的阔值 W下的情况下,判断为接触角丫充分小,试料曲面104的润湿性是合格等级。
[0150] 另一方面,检查部4在接触角丫超过上述阔值的情况下,判断为接触角丫大,试料 曲面104的润湿性是不合格等级。检查部4在未图示的显示部显示检查结果。
[0151] [程序]
[0152] 本实施方式的生物体补缀部件检查装置1所设及的程序是使计算机执行生物体补 缀部件检查装置1的处理的程序即可。通过将该程序安装于计算机并执行,从而能够实现本 实施方式中的生物体补缀部件检查装置1、接触角测量装置3和接触角测量方法。在该情况 下,计算机的CPU(Central Processing Unit)作为图像处理部8W及检查部4而起作用,进 行处理。另外,生物体补缀部件检查装置1可W如本实施方式运样,通过软件与硬件的配合 来实现,也可W通过硬件来实现。
[0153] 如W上所说明的那样,根据本实施方式所设及的生物体补缀部件检查装置1,图像 处理部8通过试料曲面104的倾斜角β来校正表观接触角α。也就是说,图像处理部8计算考虑 了试料曲面104的形状的真正的接触角丫。由此,生物体补缀部件检查装置1能够更准确地 测量试料曲面104处的接触角丫。
[0154] 此外,根据生物体补缀部件检查装置1,表观接触角α是包含外周缘部2a的平面Ρ0 与关于液滴2的平面L2所成的角度。根据运样的结构,W液滴2的外周缘部2a为基准的角度 被设定为表观接触角曰。
[0155] 此外,根据生物体补缀部件检查装置1,倾斜角β是包含外周缘部2a的平面P0与关 于试料曲面104的切线L1所成的角度。根据运样的结构,W液滴2的外周缘部2a为基准的角 度被设定为倾斜角β。
[0156] 此外,根据生物体补缀部件检查装置1,图像处理部8使用外周缘部2a的曲率半径 C、液滴2的体积V0 W及试料曲面104的曲率半径Rb,来计算液滴2的外表面2b的曲率半径Ra (步骤S7)。然后,图像处理部8使用曲率半径RaW及曲率半径C来计算表观接触角α(步骤 S9)。根据该结构,对于提供给不平坦的试料曲面104的凹陷部103的液滴2,难W根据摄影图 像来直接测量液滴2的外表面化的曲率半径Ra。与此相对地,根据通过摄影部7而得到的摄 影图像(俯视图像),比较容易测量出液滴2的外周缘部2a的曲率半径C。此外,通过根据摄影 图像来测量从喷嘴9出来的液滴2,从而比较容易测量出液滴2的体积V0。此外,根据试料100 的设计数据等,比较容易得到试料曲面104的曲率半径Rb。因此,使用作为比较容易得到的 数据的外周缘部2a的曲率半径C、液滴2的体积VOW及试料曲面104的曲率半径Rb,图像处理 部8能够容易计算出液滴2的外表面化的曲率半径Ra。然后,图像处理部8通过将外表面化的 曲率半径RaW及外周缘部2a的曲率半径C应用于Ξ角函数,从而能够计算出表观接触角曰。
[0157] 此外,根据生物体补缀部件检查装置1,使用式(12)、(13)、(14)来计算外表面化的 曲率半径Ra。根据该结构,能够使用计算球Sa的一部分的体积的式(12)来计算第1区域11的 体积Va。此外,能够使用计算球Sb的一部分的体积的式(13)来计算第2区域12的体积Vb。然 后,能够根据液滴2的体积V0、第1区域11的体积Va和第2区域12的体积Vb的关系式(14),来 计算曲率半径Ra。
[0158] 此外,根据生物体补缀部件检查装置1,图像处理部8使用外周缘部2a的曲率半径C W及试料曲面104的曲率半径Rb来计算倾斜角β(步骤S10)。根据该结构,根据通过摄影部7 而得到的摄影图像,比较容易测量出液滴2的外周缘部2a的曲率半径C。此外,根据试料100 的设计数据等,比较容易得到试料曲面104的曲率半径Rb。因此,图像处理部8能够容易计算 出倾斜角0。
[0159] 此外,根据生物体补缀部件检查装置1,使用通过摄影部7而得到的摄影图像来计 算外周缘部2a的曲率半径C。根据该结构,能够容易地从液滴2的外部识别外周缘部2曰。因 此,基于摄影图像,能够容易地计算出外周缘部2a的曲率半径C。
[0160] 此外,根据生物体补缀部件检查装置1,试料曲面104是具有规定的曲率半径Rb的 凹陷状的曲面,图像处理部則尋表观接触角α与倾斜角β相加得到的值计算为接触角γ (步骤 S11)。根据该结构,图像处理部8能够计算出凹陷状的试料曲面104的真正的接触角丫。此 夕h凹陷状的试料曲面104内的液滴2被试料100包围,难W从试料100的侧方视觉地测量接 触角丫。但是,在运种情况下,图像处理部8也能够准确地计算出试料曲面104的真正的接触 角丫。
[0161] 此外,根据生物体补缀部件检查装置1,液滴2的体积V0被设定为0.扣升~3.化升。 运样,通过将液滴2的体积V0设定为0.扣升W上,能够减少液滴2从喷嘴9滴下时残留在喷嘴 9的液体量。由此,能够充分减少从喷嘴9提供的液滴2的体积中残留在该喷嘴9的液体体积 的比例。因此,能够充分减小残留在喷嘴9的液体对于试料曲面104的液滴2的影响,能够更 准确地进行使用了液滴2的接触角丫的计算。此外,通过将液滴2的体积V0设定为3.化升W 下,从而下落到试料曲面104的液滴2的体积V0不会过大。因此,能够减小试料曲面104上的 液滴2所受到的重力的影响。其结果,能够将液滴2的外表面化实质地处理为正球的一部分, 能够更准确地进行使用了液滴2的接触角丫的计算。
[0162] [变形例]
[0163] W上,说明了本发明的实施方式,但本发明并不局限于上述的实施方式,只要在权 利要求书中有所记载,就能够进行各种变更。例如,能够如下变更并实施。
[0164] (1)在上述的实施方式中,图像处理部8使用液滴2的外表面2b的曲率半径Ra和外 周缘部2a的曲率半径C来计算表观接触角α,使用试料曲面104的曲率半径Rb和曲率半径C来 计算倾斜角0。但是,也可W不如上述那样。图像处理部8也可W使用例如ΘΛ法来计算表观 接触角α和倾斜角β。
[0165] 具体来讲,参照图2,平面L3与平面Ρ0所成的角度α'是表观接触角α的1/2的大小, 即,α' =α/2,其中,平面L3被配置为W外周缘部2a的任意一点处的外周缘部2a的切线为中 屯、来使平面P0旋转并通过顶点2c。因此,能够通过使该角度α '乘W2倍来计算表观接触角α。
[0166] 此外,平面L4与平面Ρ0所成的角度r是倾斜角β的1/2的大小,即,β'=β/2,其中, 平面L4被配置为W外周缘部2a的任意一点处的外周缘部2a的切线为中屯、来使平面Ρ0旋转 并通过液滴2的底面的中屯、2d。因此,能够通过使该角度β'乘W2倍来计算倾斜角β。
[0167] (2)此外,在上述的实施方式中,W试料曲面104是凹陷状的曲面的方式为例进行 了说明。但是,也可W不如上述那样。例如,也可W如图7所示,针对凸状的试料曲面104Α,计 算接触角γ。
[0168] 另外,W下,主要说明与上述的实施方式的结构不同的点,在与上述实施方式同样 的结构,对附图付与同一符号并省略说明。
[0169] 在该情况下,试料100Α例如是人工髓关节的股骨头。试料100Α是在埋设于患者的 大腿骨的远位部的竖管(未图示)的前端被固定的球状的部件。试料100Α构成为与上述的试 料100 (衬垫)的试料曲面104滑动接触。试料100Α的试料曲面104Α由与试料曲面104同样的 涂层构成。
[0170] 试料曲面104Α形成为具有规定的曲率半径Rb的球状。在该变形例中,试料曲面 104A是具有规定的曲率半径Rb的凸状的曲面。此外,液滴2的外表面化具有规定的曲率半径 Ra。此外,外周缘部2a的曲率半径是曲率半径C。
[0171] 接触角丫是关于试料曲面104A的平面L1A与关于液滴2的平面L2所成的角度。平面 L1A是包含外周缘部2a的任意一点处的试料曲面104A的切线并且与试料曲面104A相接的平 面。平面L1A包含多条外周缘部2a的任意一点处的试料曲面104A的切线。此外,平面L2是包 含外周缘部2a的任意一点处的液滴2的外表面2b的切线并且与外表面2b相接的平面。平面 L2包含多条外周缘部2a的任意一点处的外表面化的切线。
[0172] 图像处理部8基于拍摄液滴2W及试料曲面104A而得到的图像数据等,计算接触角 丫。
[0173] 接下来,说明用于在图像处理部8中计算与试料曲面104A相关的接触角丫的原理 (计算式)等。
[0174] 在接触角丫的计算时,首先,计算关于液滴2W及试料100A的体积Va、Vb。体积Va是 作为由包含外周缘部2a的平面P0(在本实施方式中为水平面)与液滴2的外表面化(液滴2中 在试料曲面104上露出的部分的面)围起的区域的第1区域11的体积。体积Vb是作为由平面 P 0与试料曲面10 4 A围起的区域的第2区域12的体积。
[0175] 该情况下计算第1区域11的体积Va的式子W及计算第2区域12的体积Vb的式子分 另IJ与上述的式(12似及式(13)相同。在该情况下,从第1区域11的体积Va减去第2区域12的 体积Vb所得到的值是液滴2的体积V0,若被表示为式子,则为V0 =化-Vb…(23)。式(23)是本 发明的"式(C)"的一个例子
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