| Project/Area Number |
23K08654
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 56020:Orthopedics-related
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
中島 康晴 九州大学, 医学研究院, 教授 (10304784)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
濱井 敏 九州大学, 医学研究院, 准教授 (90643742)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
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| Keywords | 動態解析 / 股関節 / 変形性股関節症 / 人工股関節 / イメージマッチング |
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| Outline of Research at the Start |
本研究の目的は生体股関節および人工股関節の3次元動態を高精度で再現・可視化し、股関節障害に直結する関節動態を明らかにすることである。さらに、その動作時における股関節応力分布を定量化し、生体力学環境を解明することを目指す。これまでの病態研究は形態研究が中心であり、動態解析・力学的解析と股関節形態を有機的に結びつけた研究は少ない。本研究では、イメージマッチング法を用いて股関節動態を高精度に解析することが特色である。また、動態解析に留まらず、その解析で明らかとなった「障害に直結する股関節動作」時の股関節内応力分布を明らかとすることは意義深い。
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| Outline of Annual Research Achievements |
スポーツ動作時（自転車やテニス、ゴルフなど）、自動車への乗り降り、しゃがみ姿勢からの起立（スクワット）などの動作をフラットパネルディテクターで連続X線撮影し、CTより得られた投影像とマッチングさせ、画像相関による動態解析を行った（イメージマッチング）。加えて、ポイントクラスター法を用いて全身の動作も併せて解析して、数編の論文として報告した。
人工股関節置換術前後において座位時の屈曲角は術後に有意な増加を認めた。立ち上がり動作において骨盤は後傾位から起立に伴い徐々に前傾し、その後、再度後傾しながら立位に至った。股関節は起立動作中に最大屈曲位となり、術後は最大屈曲角の有意な増加を認めた。骨盤傾斜は術前、屈曲制限のために後傾してが、制限の取れた術後には有意に前傾し、また骨盤最大前傾角も有意に増加した。すなわち屈曲の改善に伴い、骨盤後傾の程度が軽減した結果となった。
また、Finite Element Analysisによる力学的解析では臼蓋形成不全例では立位でより前方に荷重が集中することが明らかとなった。イメージマッチング法により、過去には解析困難であった深屈曲や捻りを含む様々な動作中の骨盤と大腿骨の協調運動を高精度で詳細に解析することが可能であった。本法は今後、股関節疾患の病的kinematicsを評価する際にも有用であると考えられた。また、力学解析を加えることにより動態と荷重集中の関連も明らかになりつつある。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
従来から蓄積されていた研究成果およびこの1年のデータの蓄積によって、すでにいくつかの論文発表を行うことができた。
スポーツ動作時（自転車やテニス、ゴルフなど）、自動車への乗り降り、しゃがみ姿勢からの起立（スクワット）などの動作、人工股関節置換術前後において詳細な解析が進行中である。また、Finite Element Analysisによる力学的解析では臼蓋形成不全例では立位でより前方に荷重が集中することが明らかとなった。今後、股関節疾患の病的kinematicsを評価する際にも有用であると考えられた。また、力学解析を加えることにより動態と荷重集中の関連も明らかになりつつある。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究では1.全身の動作解析、2.局所の解析、3.力学解析という3方向から推進していく方策である。1.全身の解析にはポイントクラスター法を用いる。本法は精度は落ちるものの、広く全身の動きをとらえることができるのが利点である。2.局所の解析には高い精度が必要であり、イメージマッチング法を用いることで精度の高い解析が可能となる。また、力学解析を加えることにより動態と力学環境の関連も明らかにしていきたい。
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