Kinematic and biomechanical analysis of hip joint

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K09652
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 56020:Orthopedics-related
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: Nakashima Yasuharu 九州大学, 医学研究院, 教授 (10304784)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 濱井 敏 九州大学, 医学研究院, 准教授 (90643742)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 股関節 / 動態解析 / イメージマッチング / 人工股関節置換術 / 変形性股関節症

Outline of Final Research Achievements

The purpose of this study was to analyze the dynamics and mechanics of the normal hip joint, the hip joint affected by osteoarthritis, and the postoperative hip joint. In addition to the point-cluster method, the image-matching method enabled us to analyze the coordinated motion of the pelvis and femur during various movements, including deep flexion and torsion, in detail and with high accuracy, which had been difficult to analyze in the past. This method is expected to be useful in the evaluation of pathological kinematics of hip joint diseases in the future. The addition of mechanical analysis using the mechanical finder is also beginning to clarify the relationship between dynamics and load concentration.

Free Research Field

整形外科

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

運動器疾患、特に下肢の荷重関節の疾患では、その動態解析と力学的解析が不可欠である。今回、スポーツ動作時（自転車やテニス、ゴルフなど）、自動車への乗り降り、しゃがみ姿勢からの起立（スクワット）などの動作をフラットパネルディテクターで連続X線撮影し、CTより得られた投影像とマッチングさせ、画像相関による動態解析を行った（イメージマッチング法）。加えて、ポイントクラスター法を用いて全身の動作も併せて解析して、数編の論文として報告した。またメカニカルファインダーを用いた有限要素法では荷重分布が特徴を捉えることができ、今後の股関節疾患の治療法の開発に有用なデータとなった。