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2018 Fiscal Year Annual Research Report

Development of 3D simulation system for deformity correction of the extremities

Research Project

Project/Area Number 15H04957
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

村瀬 剛  大阪大学, 医学系研究科, 准教授 (50335361)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 田中 啓之  大阪大学, 医学系研究科, 講師 (00432542)
岡田 潔  大阪大学, 医学系研究科, 特任准教授 (40576279)
岡 久仁洋  大阪大学, 医学系研究科, 助教 (50724085)
吉川 秀樹  大阪大学, 医学系研究科, 理事・副学長 (60191558)
Project Period (FY) 2015-04-01 – 2019-03-31
Keywords変形矯正 / コンピューターシミュレーション
Outline of Annual Research Achievements

我々は四肢変形に対する高精度の3次元矯正システムの開発に取り組み、一部実用化に成功した。本研究課題では、変形矯正に おけるScrew Axis法の応用やナビゲーション技術、3次元動作解析、2D/3Dレジストレーション技術など、独自の関連研究の成果 を導入してシステムの発展的開発を行う。具体的には、一期的矯正の困難な高度短縮変形例に対する緩徐矯正や健側データ欠損 例への対応、軟部組織評価法の確立、カスタムメイド手術ガイドの位置確認手法の開発を行い、本システムの機能を大幅に強化する。本治療法の適応範囲が大きく広がることで、ほとんどの四肢変形において従来困難であった3次元的に正確な解剖学的矯 正が可能となる。その結果、異常動態を示す上肢の高度変形など、従来治療困難であった高精度の矯正を必要とする疾患において治療成績を目覚ましく向上させることが出来る。
昨年度開発したX線濃度勾配に基づいた新規biplane 2D/3Dレジストレーション法を実際の陳旧性モンテジア骨折症例に用い、従来は困難であった短時間に橈骨頭が脱臼する三次元的な動態を正確に計測することに成功した。本手法は、脱臼のみならず、可動域制限、不安定性など様々な運動解析に有用と考えられた。今後、複数関節を同時に三次元動態解析するなどの応用も試みる。また、新鮮屍体上肢から得られた母指CM関節、手関節軟骨を3Dスキャナーを用いてスキャンし、同部位から得られたCT画像とレジストレーション技術により重ね合わせることにより、各種X線画像検査では描出できない軟骨領域の3次元的分 布を測定が可能となった。これらの動態解析と微細形状解析技術開発は、四肢変形矯正の診断・治療・手術計画・予後予測に有用と考えられる。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (18 results)

All 2019 2018

All Journal Article (9 results) (of which Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 3 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 3 results)

  • [Journal Article] Cartilage wear patterns in severe osteoarthritis of the trapeziometacarpal joint: a quantitative analysis.2019

    • Author(s)
      Miyamura S, Oka K, Sakai T, Tanaka H, Shiode R, Shimada S, Mae T, Sugamoto K, Yoshikawa H, Murase T.
    • Journal Title

      Osteoarthritis Cartilage

      Volume: Epub ahead of print Pages: -

    • DOI

      10.1016/j.joca.2019.03.006.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Rotational and Varus Instability in Chronic Lateral Ankle Instability: In Vivo 3D Biomechanical Analysis.2018

    • Author(s)
      Park SJ, Jeong HJ, Shin HK, Park JH, Lee J, Cho Y, Lee SW, Murase T, Ikemoto S, Sugamoto K, Kim E.
    • Journal Title

      Acta Med Okayama

      Volume: 72 Pages: 583-589

    • DOI

      doi: 10.18926/AMO/56376.

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] In Vivo Three-Dimensional Analysis of Malunited Forearm Diaphyseal Fractures with Forearm Rotational Restriction.2018

    • Author(s)
      Abe S, Murase T, Oka K, Shigi A, Tanaka H, Yoshikawa H.
    • Journal Title

      J Bone Joint Surg Am

      Volume: 100 Pages: e113

    • DOI

      10.2106/JBJS.17.00934.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Morphology and kinematics studies of the upper extremity and its clinical application in deformity correction.2018

    • Author(s)
      Murase T
    • Journal Title

      J Orthop Sci

      Volume: 23 Pages: 722-723

    • DOI

      10.1016/j.jos.2018.05.013.

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Physeal bar resection using a patient-specific guide with intramedullary endoscopic assistance for partial physeal arrest of the distal radius.2018

    • Author(s)
      Miyamura S, Tanaka H, Oka K, Shigi A, Abe S, Yoshikawa H, Murase T.
    • Journal Title

      Arch Orthop Trauma Surg

      Volume: 138 Pages: 1179-1188

    • DOI

      10.1007/s00402-018-2985-y

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Corrective osteotomy for hyperextended elbow with limited flexion due to supracondylar fracture malunion.2018

    • Author(s)
      Oura K, Shigi A, Oka K, Tanaka H, Murase T.
    • Journal Title

      J Shoulder Elbow Surg

      Volume: 27 Pages: 1357-1365

    • DOI

      10.1016/j.jse.2018.03.026.

  • [Journal Article] A comparison of corrective osteotomies using dorsal and volar fixation for malunited distal radius fractures.2018

    • Author(s)
      Oka K, Kataoka T, Tanaka H, Okada K, Yoshikawa H, Murase T.
    • Journal Title

      Int Orthop

      Volume: 42 Pages: 2873-2879

    • DOI

      10.1007/s00264-018-3972-1.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Three-dimensional scapular dyskinesis in hook-plated acromioclavicular dislocation including hook motion.2018

    • Author(s)
      Kim E, Lee S, Jeong HJ, Park JH, Park SJ, Lee J, Kim W, Park HJ, Lee SY, Murase T, Sugamoto K, Ikemoto S.
    • Journal Title

      J Shoulder Elbow Surg

      Volume: 27 Pages: 1117-1124

    • DOI

      10.1016/j.jse.2017.12.019.

  • [Journal Article] Three-dimensional kinematics of the lunate, hamate, capitate and triquetrum with type 1 or 2 lunate morphology.2018

    • Author(s)
      Abe S, Moritomo H, Oka K, Sugamoto K, Kasubuchi K, Murase T, Yoshikawa H.
    • Journal Title

      J Hand Surg Eur

      Volume: 43 Pages: 380-386

    • DOI

      10.1177/1753193417744420.

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 陳旧性モンテジア骨折後の形態的特徴と治療方針2019

    • Author(s)
      岡 久仁洋、田中 啓之、岡田 潔、宮村聡、塩出 亮哉、村瀬 剛
    • Organizer
      第31回 日本肘関節学会学術集会
  • [Presentation] 肘関節軟骨の形態とその分布に関する三次元解析2019

    • Author(s)
      宮村聡、岡 久仁洋、阿部慎吾、信貴厚生、塩出 亮哉、田中 啓之、村瀬 剛
    • Organizer
      第31回 日本肘関節学会学術集会
  • [Presentation] 橈骨頭骨折後変形治癒による前腕回旋制限に対して動態解析に基づき関節鏡視下関節形成術を施行した1例2019

    • Author(s)
      塩出 亮哉、岡 久仁洋、田中 啓之、宮村聡、岡田 潔、村瀬 剛
    • Organizer
      第31回 日本肘関節学会学術集会
  • [Presentation] Development and clinical trial of patient-matched instruments (PMI) for deformity correction of the upper extremity2018

    • Author(s)
      Tsuyoshi MURASE
    • Organizer
      Ramathibodi Hospital and Osaka University Joint Symposium
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 3D技術を用いた四肢の変形矯正2018

    • Author(s)
      村瀬 剛
    • Organizer
      第16回DMKN整形外科集談会
    • Invited
  • [Presentation] カスタムメイドガイド・プレートを用いた上肢変形矯正システムの開発2018

    • Author(s)
      村瀬剛
    • Organizer
      第118回 人工関節の機能高度化研究会
    • Invited
  • [Presentation] 1型2型月状骨携帯による月状骨、有頭骨、有鈎骨、三角骨動態の違い2018

    • Author(s)
      阿部真吾、森友 寿夫、宮村聡、信貴厚生、岡 久仁洋、村瀬 剛
    • Organizer
      第61回 日本手外科学会学術集会
  • [Presentation] 上肢変形矯正シミュレーションとカスタムガイドを使った手術の実際2018

    • Author(s)
      村瀬剛
    • Organizer
      第61回 日本手外科学会学術集会
  • [Presentation] 橈骨遠位端関節内変形治癒に対する3D Computer Simulation とPatient Matched Instrumentを用いた関節内矯正手術2018

    • Author(s)
      信貴厚生、岡 久仁洋、森友 寿夫、松本泰一、岡田 潔、田中 啓之、村瀬 剛
    • Organizer
      第61回 日本手外科学会学術集会

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Published: 2019-12-27  

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