2020 Fiscal Year Annual Research Report
Prediction of the pathological fracture risk for metastases in pelvis, using a computed tomography-based finite element method
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18K10774
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| Research Institution | Saitama Medical University |
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Principal Investigator |
篠田 裕介 埼玉医科大学, 医学部, 教授 (80456110)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小林 寛 東京大学, 医学部附属病院, 講師 (20407951)
田中 健之 東京大学, 医学部附属病院, 助教 (00583121)
別所 雅彦 国際医療福祉大学, 医学部, 講師 (50451810)
芳賀 信彦 東京大学, 医学部附属病院, 教授 (80251263)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 骨転移 / 骨盤 / 骨折 / 有限要素法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
骨転移の治療の目的は病的骨折や麻痺を予防・治療してADLを改善することである。骨盤転移の頻度は四肢長管骨よりも高いため、骨折リスクを評価する指標が必要であるが、骨折事例が少ないこと、単純レントゲン像では検査の感度が低いこと、形状が複雑なこと、手術が容易に行える場所ではないこと、などが理由で、これまで骨盤転移による骨折リスクや手術適応の指標が存在していなかった。 そこで、これらの問題点を解決する方法として、我々は有限要素法を用いることとした。有限要素法とは、骨のCT画像を元に、骨密度を持った3mm大の四面体要素（骨の表面は3mm大の三角形平板）から成る3次元の骨シミュレーションモデルを作成し、このモデルに対して仮想的に力を加えることで、立体構造の強度や骨折部位を予測する方法であり、共同研究者である別所がcadaverを用いた実験によってその精確性を証明している。平成30年度は、転移性骨盤腫瘍をもつ患者のCTデータをDICOMデータとして有限要素法解析ソフトに取り込み、健常側をもとに正常骨盤モデルを作成したが、臨床的に適切なモデルではないと判断した。平成31年度は、骨盤を仙骨の正中で半分にし、片側の骨盤と仙骨の半分で構成した。仙腸関節と恥骨結合の靭帯成分を先行研究より引用した物質特性値で設定し、仙骨と恥骨結合は水平方向以外のすべての方向に、仙椎は垂直方向のみに拘束を行った。股関節の臼蓋に対する荷重方向は、立位での臼蓋への荷重を想定して、先行研究から、恥骨結合上縁と仙椎の上縁で構成する平面から30度傾けた角度に設定した。作成したモデルを有限要素法で応力解析を行った結果、一般的に脆弱性骨折で生じる骨折部（仙骨、恥骨上下枝）に骨折が生じた。令和2年度は、他の症例でも再現性があることを確認できたため、骨欠損を模した骨転移モデルを作成し、骨折リスクの評価を開始している。
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Research Products
(17 results)
