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早期変形性膝関節症の検出および進行予測に関連するバイオメカニクス的特徴の解明

Research Project

Project/Area Number 23KJ1342
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeMulti-year Fund
Section国内
Review Section Basic Section 59010:Rehabilitation science-related
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

岡田 笙吾  京都大学, 医学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2023-04-25 – 2026-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help
¥2,700,000 (Direct Cost: ¥2,700,000)
Fiscal Year 2025: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2024: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2023: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywords変形性膝関節症 / 早期軟骨変性 / 超音波画像装置
Outline of Research at the Start

変形性膝関節症(膝OA)は、高齢者に頻発する関節軟骨の退行性変化を特徴とした疾患である。関節軟骨は自己修復能力に乏しい組織であるため、軟骨の量的減少に先行して早期から生じる軟骨の質的変性を検出し、治療や予防的介入を行うことが重要である。近年、軟骨の質的低下を超音波画像診断装置を用いて捉えることができる可能性が報告されているが、中高齢者を対象とした先行研究は少なく、膝OAの軟骨変性との関連については明確化されていない。本研究の目的は、早期膝OAの軟骨変性を鋭敏に反映する新たな超音波評価指標を確立し、その指標で捉えられた軟骨状態が、将来的な膝OAの進行に与える影響を明らかにすることである。

Outline of Annual Research Achievements

2024年度には、本申請課題の関連研究として、磁気共鳴画像(MRI)を使用し、変形性膝関節症(膝OA)患者における早期軟骨変性と大腿四頭筋の筋萎縮・筋内脂肪率の関連に関する分析を行った。発症前~軽度膝OA患者を対象とし、MRIを用いて大腿四頭筋の筋体積および筋内脂肪率を計測した。また、軟骨の早期変性はMRI T2 mapping法により算出されたT2緩和時間により評価した。分析の結果、大腿四頭筋、特に内側広筋の筋内脂肪率が高値であることが軟骨の早期変性を示すT2緩和時間の延長と関連し、内側広筋の筋内脂肪浸潤が膝関節軟骨の早期変性に関連する因子であることが明らかになった。
また、縦断的な分析に向けて、ベースライン計測から2年が経過した対象者について順次再リクルートを行い、膝OAの進行や症状・機能の2年間の変化に関するフォローアップ計測を実施した。対象者のフォローアップは順調に進んでおり、現在は横断分析により明らかにした膝OA患者における超音波画像装置で検出可能な早期軟骨変性の特徴(安静時の軟骨が高輝度であること、荷重負荷後の軟骨の即時変形量が大きいこと)が、将来的な膝OAの進行や機能障害・症状の増悪と関連するかについて、分析を実施中である。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

2024年度は、前年度に実施した荷重負荷後の軟骨の即時変形と内側半月板突出量の増加の関連を示した副次的分析について、研究成果を英語論文にまとめ、国際誌(The Knee)への掲載に至った。また、本申請課題の関連研究として実施した早期軟骨変性と大腿四頭筋の筋萎縮・筋内脂肪率の関連に関する分析についても、国内学会で2件の発表を行った。さらに、研究成果を英語論文としてまとめ、国際誌(European Journal of Radiology)に掲載された。
縦断分析に向けた対象者のフォローアップについても、順調に進んでいる。

Strategy for Future Research Activity

次年度は、縦断的な分析に向けたフォローアップ計測をすべて完了し、DC初年度に実施した横断分析により明らかにした膝OA患者における超音波画像装置で検出可能な早期軟骨変性の特徴(安静時の軟骨が高輝度であること、荷重負荷後の軟骨の即時変形量が大きいこと)が、将来的な膝OAの進行と関連するかについて検証する。

Report

(2 results)
  • 2024 Research-status Report
  • 2023 Research-status Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2025 2024 2023

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Medial meniscus extrusion is associated with acute cartilage deformation after mechanical loading during treadmill walking in older adults2025

    • Author(s)
      Okada Shogo、Taniguchi Masashi、Yagi Masahide、Motomura Yoshiki、Okada Sayaka、Nakazato Kaede、Fukumoto Yoshihiro、Iwane Kenta、Kobayashi Masashi、Kanemitsu Kyoseki、Ichihashi Noriaki
    • Journal Title

      The Knee

      Volume: 54 Pages: 192-198

    • DOI

      10.1016/j.knee.2025.02.021

    • Related Report
      2024 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Degeneration of the cartilage quality is correlated with a higher intramuscular fat infiltration of the vastus medialis in older adults with pre-to-mild knee osteoarthritis2025

    • Author(s)
      Okada Shogo、Taniguchi Masashi、Yagi Masahide、Fukumoto Yoshihiro、Hirono Tetsuya、Yamagata Momoko、Nakai Ryusuke、Kobayashi Masashi、Ichihashi Noriaki
    • Journal Title

      European Journal of Radiology

      Volume: 183 Pages: 111930-111930

    • DOI

      10.1016/j.ejrad.2025.111930

    • Related Report
      2024 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Characteristics of Acute Cartilage Response After Mechanical Loading in Patients with Early-Mild Knee Osteoarthritis2024

    • Author(s)
      Okada Shogo、Taniguchi Masashi、Yagi Masahide、Motomura Yoshiki、Okada Sayaka、Nakazato Kaede、Fukumoto Yoshihiro、Kobayashi Masashi、Kanemitsu Kyoseki、Ichihashi Noriaki
    • Journal Title

      Annals of Biomedical Engineering

      Volume: 52 Issue: 5 Pages: 1326-1334

    • DOI

      10.1007/s10439-024-03456-6

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Ultrasonographic echo intensity in the medial femoral cartilage is enhanced prior to cartilage thinning in women with early mild knee osteoarthritis2023

    • Author(s)
      Okada Shogo、Taniguchi Masashi、Yagi Masahide、Motomura Yoshiki、Okada Sayaka、Fukumoto Yoshihiro、Kobayashi Masashi、Kanemitsu Kyoseki、Ichihashi Noriaki
    • Journal Title

      Knee Surgery, Sports Traumatology, Arthroscopy

      Volume: 31 Issue: 9 Pages: 3964-3970

    • DOI

      10.1007/s00167-023-07440-w

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 地域在住高齢者の膝関節軟骨の質的低下には内側広筋の筋内脂肪浸潤が関連する.2024

    • Author(s)
      岡田笙吾, 谷口匡史, 八木優英, 福元喜啓, 廣野哲也, 山縣桃子, 中井隆介, 小林政史, 市橋則明
    • Organizer
      第12回日本運動器理学療法学会学術大会
    • Related Report
      2024 Research-status Report
  • [Presentation] 内側広筋の筋内脂肪浸潤は膝関節軟骨の質的低下の進行に関連する-3年間の縦断研究-2024

    • Author(s)
      岡田笙吾, 谷口匡史, 八木優英, 市橋則明
    • Organizer
      第2回日本膝関節学会
    • Related Report
      2024 Research-status Report
  • [Presentation] 変形性膝関節症患者における超音波画像装置で検出可能な早期軟骨変性の特徴2023

    • Author(s)
      岡田笙吾、谷口匡史、八木優英、本村芳樹、岡田紗也花、仲里楓、福元喜啓、小林政史、金光京石、市橋則明
    • Organizer
      第7回基礎理学療法学若手研究者ネットワークシンポジウム
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 荷重負荷後の膝関節軟骨の即時変形と内側半月板突出量の関連2023

    • Author(s)
      岡田笙吾、谷口匡史、八木優英、本村芳樹、岡田紗也花、仲里楓、福元喜啓、岩根健太、小林政史、金光京石、市橋則明
    • Organizer
      第11回日本運動器理学療法学術集会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] Characteristics of acute cartilage deformation after mechanical loading in patients with early-mild knee osteoarthritis2023

    • Author(s)
      Okada S, Taniguchi M, Yagi M, Motomura Y, Okada S, Nakazato K, Fukumoto Y, Kobayashi M, Kanemitsu K, Ichihashi N
    • Organizer
      The 28th European College of Sport Science
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2023-04-26   Modified: 2025-12-26  

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