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Investigation of novel dynamic evaluation method for prevention of anterior cruciate ligament injury and reinjury after reconstruction

Research Project

Project/Area Number 21K09332
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 56020:Orthopedics-related
Research InstitutionKeio University

Principal Investigator

原藤 健吾  慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 講師 (00338089)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 小林 秀  慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 講師 (50365293)
多田 充徳  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 研究チーム長 (70392628)
名倉 武雄  慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 講師 (90306746)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2026-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2025: ¥260,000 (Direct Cost: ¥200,000、Indirect Cost: ¥60,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2023: ¥260,000 (Direct Cost: ¥200,000、Indirect Cost: ¥60,000)
Fiscal Year 2022: ¥260,000 (Direct Cost: ¥200,000、Indirect Cost: ¥60,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Keywords膝前十字靭帯 / 損傷予防 / 加速度センサー / Four-dimensional CT / 荷重位CT
Outline of Research at the Start

本研究の骨子は、大きく2つに分かれている。①4DCTおよび荷重位CTによる膝関節の静的評価、②加速度センサーによる膝関節運動の動的評価、である。
申請者は、これまでに4DCTでACL損傷膝の解析を行い、正常とは異なる膝関節動態となることを発表してきた。本研究では、さらに再建術後の4DCTおよび荷重位CTを評価し、膝関節動態の客観的指標を構築する予定である。また、加速度センサーと専用のアプリを作成し、実際の選手の運動をモニタリングする。画像評価から得られた結果と実際のスポーツ中の膝関節動態との関連を考慮し、ACL再損傷リスクを患者ごとに判別する。

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は、Four-dimensional Computed Tomography(4DCT)および荷重位Computed Tomography(CT)、加速度センサーによる膝関節動態解析を組み合わせることによりACL再建術後再損傷のリスクを評価することである。
まず4CDTによる撮影を膝前十字靭帯(ACL)損傷患者6名で行い論文作成を行った。4DCTは臥位で膝関節を屈曲45度から伸展させる、というプロトコールで施行した。その結果、脛骨の終末外旋(Screw Home Movement)がACL患者では健側に比べて患側では小さいことは判明した。
同時に研究分担者らとミーティングを重ね、荷重における撮影プロトコールを検討した。荷重位CTの撮影は荷重条件を0%、50%、100%の3パターンに分けて施行することとなっていたが、荷重0%では膝が軽度屈曲してしまうため、プロトコールの見直しを余儀なくされた。そこで、昨年より大腿四頭筋を軽度収縮させた状態で、計測時に膝関節伸展を確認するように変更し、その後、荷重位CTを21名に施行した。荷重位CTに関しては21名の解析を終了した。
加速度センサーを使用した解析に関しても18名まで計測および解析が終了している。
これまでに得られたデータで、ACL損傷の陳旧例および新鮮例の間で脛骨の大腿骨に対する回旋において有意差があることが判明した

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

荷重位CTのプロトコール変更後スムーズに解析を施行した

Strategy for Future Research Activity

新鮮例と陳旧例との比較で評価し、荷重下では新鮮例および陳旧例で患側の脛骨が前方に位置し、陳旧例のみにおいて患側の脛骨外旋が小さいことが判明した。これらをまとめて論文化を行う予定である。

Report

(3 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (4 results)

All 2023 2022

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] Four-dimensional computed tomographic analysis of screw home movement in patients with anterior cruciate ligament deficient knee ? a 3D-3D registration technique2022

    • Author(s)
      Morishige Yutaro、Harato Kengo、Oki Satoshi、Kaneda Kazuya、Niki Yasuo、Nakamura Masaya、Nagura Takeo
    • Journal Title

      Skeletal Radiology

      Volume: - Issue: 8 Pages: 1679-1685

    • DOI

      10.1007/s00256-021-03986-3

    • Related Report
      2022 Research-status Report 2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Knee Joint Kinematics under Weight Bearing Condition in ACL Injured Knees. An Imaging Study of Upright Computed Tomography2023

    • Author(s)
      Yuhei Yoda, Kengo Harato, Kazuya Kaneda, Ryo Sasaki, Yoshitake Yamada, Yasuo Niki, Shu Kobayashi, Masaya Nakamura, Masahiro Jinzaki, Takeo Nagura
    • Organizer
      14th Biennial ISAKOS Congress
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Knee Joint Kinematics under Weight Bearing Condition in ACL Injured Knees -An Imaging Study of Upright Computed Tomography2023

    • Author(s)
      Yuhei Yoda, Kengo Harato, Kazuya Kaneda, Ryo Sasaki, Yoshitake Yamada, Yasuo Niki, Shu Kobayashi, Masaya Nakamura, Masahiro Jinzaki, Takeo Nagura
    • Organizer
      14th Biennial ISAKOS Congress
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ACL損傷膝における荷重位CTを用いた膝関節動態評価の試み2022

    • Author(s)
      養田裕平、原藤健吾、金田和也、佐々木遼、山田祥岳、横山陽一、山田稔、二木康夫、小林秀 、名倉武雄 、中村雅也、陣崎雅弘
    • Organizer
      第49回日本臨床バイオメカニクス学会
    • Related Report
      2022 Research-status Report

URL: 

Published: 2021-04-28   Modified: 2024-12-25  

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