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Establishment of remote imaging diagnosis of hip joint disease based on three-dimensional image analysis

Research Project

Project/Area Number 21K11333
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 59020:Sports sciences-related
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

Irie Tohru  北海道大学, 医学研究院, 客員研究員 (30609839)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 金井 理  北海道大学, 情報科学研究院, 特任教授 (90194878)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2022: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Keywords股関節 / 骨形態解析 / 三次元画像解析 / 寛骨臼形成不全 / 三次元的骨形態解析 / 股関節骨形態 / 遠隔医療
Outline of Research at the Start

新型コロナウイルスの感染拡大、地域間医療格差の拡大によって、遠隔医療が社会的に求められていますが、スポーツ医学の診断は触診などの身体所見の重要性が高く、その遠隔医療は立ち遅れています。股間関節の骨の形は関節の不安定性(ぐらつき)に影響し、関節の不安定性は股関節痛、変形性股関節症の主な原因の一つです。
本研究では、股関節の不安定性に関連しうる骨の形態を独創的な方法で三次元的に計測します。さらに股関節の実際の不安定性を詳細に評価し、骨の形態と関節不安定性の間の相関関係を評価することにより、画像データに基づく診断、股関節疾患発症リスク予測、治療法選択の方法を確立し、遠隔医療への発展を目指します。

Outline of Final Research Achievements

We developed new parameters to assess hip congruity, instability, and stress concentration, which cause hip pain, and established a three-dimensional quantitative evaluation method for hip joint morphology.The results were statistically compared among acetabular dysplastic hips, borderline acetabular dysplastic hips, and normal hips.
Image matching was performed using X-ray images of hip abduction with a three-dimensional hip model. The displacement of the femoral head center and its trajectory length were measured. A cluster analysis was conducted to classify the displacement pattern of the femoral head center, and trajectory lengths were compared. Displacement was classified into three patterns: medialization, hinge abduction, and centering.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本プロジェクトは、各種骨形態パラメーターによる三次元骨形態評価、二次元動作画像と三次元骨モデルのマッチングによる関節不安定性評価によって、骨形態学的特徴と関節動態を合わせて評価することにより、個々の症例において画像情報に基づいた正確な病態把握を可能となることを示唆した。これらは直接的な身体所見診察が困難な状況や診断医の経験不足等を補完しうるもので、遠隔医療にも発展可能である。また股関節疾患のみならず、スポーツ医学領域全般に応用可能なもので、画像データに基づく正確かつ検者間誤差を排除した個々の患者の診断、発症リスク予測、治療法選択に発展しうる。

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2024 2023 2022 2021

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (6 results)

  • [Journal Article] Joint instability in patients with borderline developmental dysplasia of the hip2024

    • Author(s)
      Fumiya Kizawa, Daisuke Suzuki, Satoshi Nagoya, Arata Kanaizumi, Tomohiro Shimizu, Tohru Irie, Daisuke Takahashi, Norimasa Iwasaki
    • Journal Title

      Clinical Biomechanics

      Volume: 111 Pages: 106136-106136

    • DOI

      10.1016/j.clinbiomech.2023.106136

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 股関節外転運動における関節不安定性と大腿骨頭形状の関係2023

    • Author(s)
      喜澤 史弥、鈴木 大輔、名越 智、小助川 維摩、金泉 新、 入江 徹、清水 智弘、髙橋 大介、岩崎 倫政
    • Organizer
      第50回日本股関節学会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 股関節外転運動における関節不安定性と大腿骨頭形状の関係2022

    • Author(s)
      喜澤 史弥、鈴木 大輔、名越 智、小助川 維摩、金泉 新、入江 徹、清水 智弘、髙橋 大介、岩崎 倫政
    • Organizer
      第49回日本股関節学会学術集会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] Lateral center-edge angleと寛骨臼辺縁の間の三次元的位置関係性評価2021

    • Author(s)
      入江 徹、高橋大介、岩崎倫政
    • Organizer
      第48回日本股関節学会学術集会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 寛骨臼開口面の法線ベクトルに基づく新規寛骨臼形成不全分類法の確立2021

    • Author(s)
      入江 徹、喜澤史弥、高橋大介、岩崎倫政
    • Organizer
      第48回日本股関節学会学術集会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 寛骨臼形成不全股における寛骨臼辺縁形状の三次元的定量評価法の確立2021

    • Author(s)
      入江 徹、高橋大介、岩崎倫政
    • Organizer
      第48回日本股関節学会学術集会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 大腿骨頭窩の影響を考慮した大腿骨頭・寛骨臼間の三次元的接触面積評価2021

    • Author(s)
      入江 徹、入江朋世、高橋大介、井上 望、岩崎 倫政
    • Organizer
      第36回日本整形外科学会基礎学術集会
    • Related Report
      2021 Research-status Report

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Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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