2020 Fiscal Year Research-status Report
Effect on thumb-tip trajectory after CMC arthrodesis and suspension CMC arthroplasty
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20K12606
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| Research Institution | International University of Health and Welfare |
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Principal Investigator |
中村 俊康 国際医療福祉大学, 医学部, 教授 (70265859)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
多田 充徳 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 研究チーム長 (70392628)
名倉 武雄 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 特任教授 (90306746)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | バイオメカニクス / 母指CM関節 / 関節固定術 / 関節形成術 / 軌跡 / 指先出力 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ヒトの母指運動は他の霊長類や類人猿をはるかに超える可動域と指先出力を有し，対立運動が可能になったことから物体の把持や握り動作，対向指とのつまみが可能になった．母指の多彩な運動性を可能にするために母指の根本にあるCM関節には他指と比較して多方向の関節運動が可能となった一方，母指CM関節には他指と比較して高頻度に関節症を生じる．母指CM関節症に対する代表的な外科的治療であるCM関節固定術（以下関節固定術）と吊り上げ形成術（suspension arthroplasty: 以下関節形成術）があるが，その優劣はついていない．そこで本研究では未固定屍体標本母指を用いて，正常母指CM関節周囲の筋腱の駆動を変化させることで母指の運動・指先出力がどのように変化するかを計測した上で，同指に関節固定術と関節形成術を行い，同様の計測を行い，指先軌道と指先出力がどのように変化するか，それに加えて術式の優劣を明らかにすることを目的とする．2020年度は未固定屍体標本の母指CM関節周囲の解剖を行い，外在筋ならびに内在筋の起始・停止および筋腱の走行を詳細に計測した．さらに，母指CM関節周囲の外在筋腱とサーボモータを接続し，適切に駆動コントロールが可能かを確認した．内在筋（短母指外転筋，対立筋，短母指屈筋，母指内転筋）については筋の走行方向をナイロン糸と滑車で外在化した上で，筋走行に平行に負荷をかけることが可能であることを確認した．さらに，既存の筋腱駆動装置を母指用に改良し，新規購入PCでシミュレーションプログラムを開発した．また，国内および海外学会にWeb参加し，当該研究の調査を施行した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
未固定屍体標本の解剖，筋腱駆動装置の改良，プログラム開発など順調に進捗している．
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| Strategy for Future Research Activity |
2021年度は屍体標本を用いて実際の作動実験を行う．具体的には母指の各指節骨，中手骨，舟状骨，固定台にそれぞれ3つずつマーカーを取り付け，外在筋腱をサーボモータで一定独度で牽引し，光学系モーションキャプチャーシステムで母指軌跡の計測を行う．同時に6軸力センサーを用いて指先出力を計測する．マーカーと骨の位置関係は3D-CT撮影を計測終了後に行い，骨モデルを作成した上で，コンピュータ上で適応させる．正常関節計測後に鋼線を用いてCM関節を固定したモデル，次いで鋼線抜去後に大菱形骨を切除し，人工靭帯で形成術を行ったモデルで同様の計測を行う．
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| Causes of Carryover |
（理由）未使用額の発生は効率的な物品調達を行った結果とコロナ禍のために参加予定であった国際学会や国内学会がWeb開催となり，旅費が大幅に減少したためである．
（使用計画）2021年度は屍体実験を行うためのマーカーなどの経費およびアメリカ手外科会議での成果発表旅費に使用する．
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