生体力学モデルによる胸郭出口症候群の病態解析

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10045074
• Research Institution: IWATE MEDICAL UNIVERSITY
• Principal Investigator: 加藤 貞文 岩手医科大学, 医学部, 助手 (00275546)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 西田 淳 岩手医科大学, 医学部, 講師 (20198469) ; 嶋村 正 岩手医科大学, 医学部, 教授 (70162691)
• Keywords: 胸郭出口症候群 / コンピューターモデル / シミュレーション / 肩関節

Research Abstract

胸郭出口症候群の発症には動的因子、殊に姿勢、筋の緊張などが密接に関連していると考えられている。しかし、胸郭出口症候群における症状出現の機序は充分に解明されているとは言い難い。その主たる要因は、胸郭出口症候群の構成要素の姿勢、運動などに伴う三次元的変化が解明されていない殊にある。
また、野球などの上肢を極度に使用するスポーツ選手にもこの症候群が発症することがある。そこで、ジョンズ・ホプキンス大学で作製した生体力学モデル(骨格をコンピューター上で三次元再構築し、その骨が他動的に動かされた軌道を正確に再現するモデル)にて、肩関節の動きを解析した。解凍した凍結新鮮屍体の鎖骨、上腕骨、および肩甲骨にFlock of Birdsのセンサーを設置した。次に屍体標本をジグ(ジグにはFlock of Birdsのソースを設置)に固定した後、上腕を他動的に動かし、その位置変化(運動軌跡情報)を記録した。そして、骨や疑似ソース、センサー(ソースやセンサーが設置されていたところに造影剤が満たされたプラスティック製の箱)をX線CTにて撮影し画像情報を得た。その後、画像情報から骨や疑似ソース、センサーを再構成して三次元骨格モデルを作り、そのモデルに運動軌跡情報を与えて骨で構成された生体力学モデルをコンピュータ上で動かしデータを解析した。肩関節の運動に連動した肩甲骨や鎖骨の再現性のある動きを解析できた。特に、肩甲骨の動きは肩関節の運動平面の違いによって異なり、また、鎖骨の動きは肩甲骨の動きと密接に関係していることがわかった。前年までの結果を含めて推察すると、肩関節を90度以上挙上しての競技中、胸郭出口部の面積変化は他と比較して著しく大きかった。

Research Products

• [Publications] Fung,M.,Kato,S, et al.: "Scapular and clavicular kinematics during humael elevation."J.Shoulder Elbow Surg.. (in press).