膝関節軟骨力学的ストレスとMRI・T2マッピング早期軟骨変性度の関連性の検討

2017 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 15K01424
• Research Institution: Tokyo Metropolitan University
• Principal Investigator: 山田 拓実 首都大学東京, 人間健康科学研究科, 教授 (30315759)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 妹尾 淳史 首都大学東京, 人間健康科学研究科, 教授 (00299992) ; 来間 弘展 首都大学東京, 人間健康科学研究科, 准教授 (80433184)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 変形性膝関節症 / MRI

Outline of Annual Research Achievements

現状で、MRIT2マッピングによる膝軟骨の早期変性状態の評価が可能となった。29年度は撮像法の変更およびT2値の計算方法の変更を6ヶ月間かけ実施した。理由は28年度まで行っていたMRI撮像シーケンス、画像データの保存法、およびT2値計算方法に数値から判断して改良の必要性が生じたためである。改良後、20歳代女性5名、20歳代男性4名、40歳代女性1名、50歳代女性1名、70歳代女性1名の撮像とT2マッピングによる早期膝軟骨変性度の計測を行った。計測は前額面と矢状面で実施している．T2値は年齢による相違が見られており数値は妥当性があると考えている。
3次元動作解析装置を使用した歩行計測による，膝軟骨に対する圧縮・剪断ストレス計算に関しては，皮膚表面の貼付したマーカの座標データからバイオメカニクスソフトSIMMを使用して計算している．測定方法はplugingaitによる方法からより精度の高いpointcluster方法に変更して計測している．現在まで20歳代の男女10名，変形性膝関節症患者10名，下肢整形外科疾患のない高齢者10名，TKRの術後患者10名の測定を実施している．変形性膝関節症の立位での膝内反角度と膝内反モーメントは他群と比較して明らかに大きい．

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

MRI撮像法の変更およびT2値の計算方法の変更を実施した。そのため改めて被験者の撮像する必要が生じた。3次元動作解析装置を使用した歩行計測による，膝軟骨に対する圧縮剪断ストレス計算に関しては，皮膚表面の貼付したマーカの座標データからバイオメカニクスソフトSIMMを使用して計算している．当初計画していた被験者のMRIの骨関節の3次元データをSIMMに入力してより正確に求める計画は，MRIデータから筋・脂肪組織から骨関節だけを抽出することが困難で現在実施できていない．同一被験者で，MRIT2マッピング撮影による軟骨評価と歩行解析によるバイオメカニクス的膝関節ストレス計算がなされていない．

Strategy for Future Research Activity

当初計画していた被験者のMRIの骨関節の3次元データをSIMMに入力してより正確に求める計画は，pointcluster法により精度をあげる方法に方針を転換する．この計測方法では十分な精度でストレス計算が行える確証が得られている．次に，同一被験者で，MRIT2マッピング撮影による軟骨評価と歩行解析によるバイオメカニクス的膝関節ストレス計算がなされていない点に関しては，今後できる限り同一日に同時計測するようスケジュールを立てていく予定である．

Causes of Carryover

今年度、MRIT2マッピング撮影による軟骨評価に関して、撮像シーケンス、画像データの保存形式、T2値の計算方法の見直しを行った。そのために6ヶ月程度の期間を要した。そのため今年度予定していた人数の、MRI撮像が実施できなかった。それに連動して、歩行解析による膝関節ストレス計測も予定人数を実施出来なかった。そのため、当初計上していた予算に比べて、物品費、人件費が減額となった。期間を延長したため、研究成果を学会で発表するための予算を執行していない。