脊柱変形における椎間板変性・Modic変性が起こるメカニズムの解明

• Project/Area Number: 21K09311
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 56020:Orthopedics-related
• Research Institution: St. Marianna University School of Medicine
• Principal Investigator: 赤澤 努 聖マリアンナ医科大学, 医学部, 教授 (90375808)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 鈴木 崇根 千葉大学, 大学院医学研究院, 准教授 (30513072) ; 松浦 佑介 千葉大学, 医学部附属病院, 助教 (60638336)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2022: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000); Fiscal Year 2021: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
• Keywords: 椎間板変性 / 脊柱変形 / 側弯症 / Modic変性 / Modic change

Outline of Research at the Start

超高齢社会の日本において要支援・要介護の原因の第1位は運動器障害である。これまでの調査で、成長期に発症した脊柱変形の患者は、成人期において椎間板変性や椎体終板の変性であるModic変性を発症する可能性が高いことを明らかにしており、脊柱変形が老後の健康寿命に与える影響は大きいと予測している。早期に脊柱変形を治療することが重要となるが、脊柱変形から椎間板変性やModic変性が発症する機序は明らかではなく、現時点で有効な予防法はない。脊柱変形において椎間板変性・Modic変性が起こるメカニズムを解明することを目的に研究をおこなう。

Outline of Annual Research Achievements

脊柱変形において椎間板変性・Modic変性が起こるメカニズムを解明するため、脊柱変形にて手術加療した患者の調査を行なった。1968年から1988年に思春期特発性側弯症の診断を受け手術を受けた患者に対して連絡をとり調査依頼を行ない、腰椎MRI、全脊椎X線、患者報告アウトカム尺度による評価を行なった。この患者らは、脊柱矯正固定手術後に34年から51年が経過している。手術時年齢が11歳から19歳であり、調査時の年齢は47歳から67歳となっている。脊柱変形の中高年期の変化を捉えることが可能であった。脊椎の矢状面配列異常、冠状面配列異常がどのように椎間板変性・Modic変性の発生に関与しているのか、その特徴を解析を施行した。
椎間板変性の有病率は7年前の66.7％から76.9％に増加していた。Modic変化の有病率は7年前は47.6％であったのに対して最新調査では66.7％であり、統計学的に有意差はないが増加していた。X線の矢状面アライメントのパラメータであるSVA、PI-LL、PTは時間の経過とともに悪化していた。患者報告アウトカム尺度では、SRS-22のpainとmental health、RDQ、ODIも有意に悪化していた。下位固定椎体がL4以下とL3以上の患者を比較すると、L4以下群ではdisc scoreが有意に高く、椎間板変性の有病率は100％であった。L4以下群ではLLが小さく、SRS-22のsatisfactionが低かった。椎間板変性と関連する要因は、L4以下での下位固定椎体、小さなLL、大きなTLK、SVA、PI-LL、PTであった。
本研究の最終的な成果は、脊柱変形に対する脊椎固定術後の長期的な椎間板変性の予防のためには、下位固定椎体をL3以上に保ち、良好な矢状面アライメントを実現し、腰椎前弯を維持することが重要であることが明らかになったことである。

Research Products

• [Journal Article] Long-term changes in bone mineral density following adolescent idiopathic scoliosis surgery: a minimum 34-year follow-up (2023)
  • Author(s): Akazawa Tsutomu、Kotani Toshiaki、Sakuma Tsuyoshi、Iijima Yasushi、Torii Yoshiaki、Ueno Jun、Yoshida Atsuhiro、Eguchi Yawara、Inage Kazuhide、Matsuura Yusuke、Suzuki Takane、Niki Hisateru、Ohtori Seiji、Minami Shohei
  • Journal Title: European Journal of Orthopaedic Surgery and Traumatology Volume: 34 Issue: 1 Pages: 425-431
  • DOI: 10.1007/s00590-023-03678-9
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Learning curves for robotic-assisted spine surgery: an analysis of the time taken for screw insertion, robot setting, registration, and fluoroscopy (2023)
  • Author(s): Akazawa Tsutomu、Torii Yoshiaki、Ueno Jun、Umehara Tasuku、Iinuma Masahiro、Yoshida Atsuhiro、Tomochika Ken、Ohtori Seiji、Niki Hisateru
  • Journal Title: European Journal of Orthopaedic Surgery and Traumatology Volume: 34 Issue: 1 Pages: 127-134
  • DOI: 10.1007/s00590-023-03630-x
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Comparison of Radiographic and Patient-Reported Outcomes After Surgery in Adolescent Idiopathic Scoliosis Between Robotics and Navigation: An Analysis Using Propensity Score Matching (2023)
  • Author(s): Akazawa Tsutomu、Torii Yoshiaki、Ueno Jun、Iinuma Masahiro、Yoshida Atsuhiro、Tomochika Ken、Hideshima Takahiro、Ohtori Seiji、Niki Hisateru
  • Journal Title: Cureus Volume: 15
  • DOI: 10.7759/cureus.49061
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Health-Related Quality of Life of Patients With Adolescent Idiopathic Scoliosis at Least 40 Years After Surgery. (2023)
  • Author(s): Akazawa T, Kotani T, Sakuma T, Iijima Y, Torii Y, Ueno J, Umehara T, Iinuma M, Yoshida A, Tomochika K, Orita S, Eguchi Y, Inage K, Shiga Y, Nakamura J, Matsuura Y, Suzuki T, Niki H, Ohtori S, Minami S.
  • Journal Title: Spine (Phila Pa 1976) Volume: 48 Issue: 7 Pages: 501-506
  • DOI: 10.1097/brs.0000000000004545
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Impact of the COVID-19 Pandemic on Middle-Aged and Older Patients With Adolescent Idiopathic Scoliosis Who Underwent Spinal Fusion: A Questionnaire-Based Survey. (2023)
  • Author(s): Akazawa T, Kotani T, Sakuma T, Iijima Y, Torii Y, Ueno J, Yoshida A, Niki H, Ohtori S, Minami S.
  • Journal Title: Cureus. Volume: 15
  • DOI: 10.7759/cureus.34370
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Accuracy of computer-assisted pedicle screw placement for adolescent idiopathic scoliosis: a comparison between robotics and navigation. (2023)
  • Author(s): Akazawa T, Torii Y, Ueno J, Umehara T, Iinuma M, Yoshida A, Tomochika K, Ohtori S, Niki H.
  • Journal Title: Eur Spine J. Volume: 32 Issue: 2 Pages: 651-658
  • DOI: 10.1007/s00586-022-07502-6
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 術後40年以上経過した思春期特発性側弯症患者の健康関連QOLの変化 (2023)
  • Author(s): 赤澤努, 小谷俊明, 佐久間毅, 飯島靖, 鳥居良昭, 上野純, 飯沼雅央, 吉田篤弘, 仁木久照, 大鳥精司, 南昌平
  • Organizer: 第52回日本脊椎脊髄病学会学術集会
• [Presentation] 術後34年以上経過した思春期特発性側弯症女性患者の骨粗鬆症：中年期における骨密度変化 (2023)
  • Author(s): 赤澤努, 小谷俊明, 佐久間毅, 飯島靖, 鳥居良昭, 上野純, 吉田篤弘, 友近顕, 仁木久照, 大鳥精司, 南昌平
  • Organizer: 第38回日本整形外科学会基礎学術集会
• [Presentation] 手術後に中高年期に達した思春期特発性側弯症患者の椎間板変性：手術後40年のMRI評価 (2023)
  • Author(s): 赤澤努, 小谷俊明, 佐久間毅, 飯島靖, 鳥居良昭, 上野純, 吉田篤弘, 友近顕, 仁木久照, 稲毛一秀, 大鳥精司, 南昌平
  • Organizer: 第57回日本側彎症学会学術集会
• [Presentation] 思春期特発性側弯症において脊椎手術支援ロボットによる椎弓根スクリューが逸脱する要因：ロボットで狭い椎弓根に挑戦すべきか？ (2022)
  • Author(s): 赤澤努, 鳥居良昭, 上野純, 飯沼雅央, 吉田篤弘, 大鳥精司, 仁木久照
  • Organizer: 第51回日本脊椎脊髄病学会学術集会
• [Presentation] 思春期特発性側弯症における脊椎手術支援ロボットによる椎弓根スクリュー設置の正確性：従来型ナビゲーションとの比較 (2022)
  • Author(s): 赤澤努, 鳥居良昭, 上野純, 飯沼雅央, 吉田篤弘, 大鳥精司, 仁木久照
  • Organizer: 第95回日本整形外科学会学術総会
• [Presentation] 術後40年以上経過した思春期特発性側弯症患者の健康関連QOL (2022)
  • Author(s): 赤澤努, 小谷俊明, 佐久間毅, 飯島靖, 鳥居良昭, 上野純, 梅原亮, 飯沼雅央, 吉田篤弘, 友近顕, 仁木久照, 稲毛一秀, 大鳥精司, 南昌平
  • Organizer: 第56回日本側弯症学会学術集会
• [Presentation] ロボット支援による椎弓根スクリュー設置の正確性に影響する要因は、リファレンスフレームからの距離でなく狭い椎弓根である (2022)
  • Author(s): 赤澤努, 鳥居良昭, 上野純, 飯沼雅央, 吉田篤弘, 梅原亮, 友近顕, 大鳥精司, 仁木久照
  • Organizer: 第37回日本整形外科学会基礎学術集会
• [Presentation] 思春期特発性側弯症におけるロボット支援脊椎手術：術前CTナビゲーションと比較した椎弓根スクリューが逸脱する要因 (2022)
  • Author(s): 赤澤努, 鳥居良昭, 上野純, 梅原亮, 飯沼雅央, 吉田篤弘, 友近顕, 大鳥精司, 仁木久照
  • Organizer: 第31回日本脊椎インストゥルメンテーション学会
• [Presentation] 思春期特発性側弯症において胸椎フラットバックは術後の腰椎椎間板変性に関連する (2021)
  • Author(s): 赤澤努, 小谷俊明, 佐久間毅, 中山敬太, 飯島靖, 鳥居良昭, 上野純, 飯沼雅央, 吉田篤弘, 大鳥精司, 仁木久照
  • Organizer: 第94回日本整形外科学会学術総会