2020 Fiscal Year Research-status Report

日本人における逆置換型人工肩関節の研究~肩甲骨形態からインプラントデザインまで~

Research Project

Project/Area Number	20K17988
Research Institution	Chiba University
Principal Investigator	橋本瑛子千葉大学, 医学部附属病院, 助教 (30836747)
Project Period (FY)	2020-04-01 – 2022-03-31
Keywords	反転型人工肩関節全置換 / 肩甲骨関節窩傾斜 / 3DCT補正 / 新鮮凍結屍体
Outline of Annual Research Achievements	①3DCTによる日本人の肩甲骨形態の評価反転型人工肩関節の肩甲骨コンポーネントの設置は、術後合併症や臨床成績の観点から下方傾斜が推奨される。関節窩傾斜を3DCT補正を行い計測し、腱板断裂性肩関節症の関節窩の特徴を、特にガイド設置面(関節窩下方)に着目して検討した。反転型人工肩関節術前の腱板断裂性肩関節症60肩と関節窩及び腱板病変のない正常肩60肩を比較した。3D補正にて設定した肩甲骨関節窩面を基準に肩甲棘とのなす角度を関節窩のinclinationと定義し、反転型人工肩関節ガイド設置面を基準とした傾斜をRSA inclinationと定義し測定した。腱板断裂性肩関節症のinclinationは正常肩に比較し2.3°有意に上方傾斜を認めた。RSAinclinationは、腱板断裂性肩関節症においてさらに10.9°有意に上方傾斜を認めた。Favard分類E1・E3タイプでは両inclinationの差が有意に大きく、適切な肩甲骨コンポーネント設置を行う為には、術前計画や術中設置手技において十分注意を要すると考えられた。 ②新鮮凍結屍体を用いた動作解析法による術後脱臼の検討反転型人工肩関節で最も多い合併症の一つが不安定性である。不安定性に伴う脱臼のリスク因子としてステム側の報告はほとんどなく、新鮮凍結屍体を用いて反転型人工肩関節のステム頚体角と不安定性の関係を検討した。新鮮凍結屍体4上肢に人工関節を設置後、頚体角135°,145°,155°で牽引試験を行った。外転・回旋角度毎、また肩甲下筋修復の有無で検討した。外転30°, 外旋30°と外転60°, 外旋30°で前方脱臼し易く、前方脱臼に要する牽引力は頚体角155°で高値で安定性が高かった。一方肩甲下筋修復を行うと前方脱臼に要する牽引力は有意な上昇を認め、頚体角や姿位によらず前方安定性に寄与していた。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 2020年度の研究計画を予定していた研究は、研究計画に従い順調に進展している。新鮮凍結屍体を用いた動作解析法による反転型人工肩関節の術後脱臼の検討においては、臨床に準じて、さらに腱移行に伴う安定性の評価も追加して現在行っている。腱板断裂性肩関節症の重度な症例においては、外旋筋機能低下による生活動作制限が著明であり、反転型人工肩関節の設置に加えて腱移行を併用することがしばしばある。腱移行に伴う安定性の変化は全く知られておらず、関節可動域の評価・牽引試験による安定性の評価を同様に追加して行う予定である。
Strategy for Future Research Activity	上記、追加での新鮮凍結屍体を用いた動作解析法での人工関節術後安定性の評価を追加で行う。また、2021年度に予定している、有限要素解析法によるインプラントの応力分布の検討に取り組む予定である。有限要素法の予備研究として、凍結新鮮屍体を用いて上腕骨および肩甲骨の応力試験を行い、骨モデルを確立する。有限要素解析法によるインプラント応力分布の解析 ; RSA術後撮像したCT画像を用い、上記関節窩傾斜の検討結果を踏まえてステムインプラントの上腕骨への応力分布を解析する。インプラントをマッチングさせることでサイズ変化による応力分布の変化を追加検討する。
Causes of Carryover	コロナ禍に伴い、学会活動・検者協力を得ての画像研究が予定とは異なったことが最も大きな理由である。研究の進捗状況は順調であるが、国内外含めた学会発表を予定していた活動は、次年度に移行を予定している。