2010 Fiscal Year Annual Research Report
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22560074
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| Research Institution | Niigata University |
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Principal Investigator |
小林 公一 新潟大学, 医歯学系, 助教 (70296317)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
坂本 信 新潟大学, 医歯学系, 教授 (80215657)
田邊 裕治 新潟大学, 自然科学系, 教授 (60143020)
大森 豪 新潟大学, 超域研究機構, 教授 (70283009)
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| Keywords | 生体力学 / 軟骨 / 接触 / 下肢関節 / 生体内測定 |
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| Research Abstract |
本課題の目的は、1.健常者と膝OA患者を対象に、2方向および1方向X線画像と、CTまたはMRIから構築した3次元骨形状モデルとのイメージマッチングにより、立位と日常動作時の下肢アライメント(大腿骨と脛骨の3次元相対位置)を測定する。2.軟骨同士の接触領域を評価するとともに、静的および動的関節アライメントと作用荷重から接触応力解析を行うための力学モデルを構築する。3.臨床的見地から膝OAの発生と進行過程、ならびにより効果的な治療法について検討を行うことである。
平成22年度においては、メージマッチング法により求めた大腿骨と脛骨の3次元相対位置から推定した膝関節軟骨接触量の精度検証を行った。その結果、イージマッチング法による接触領域と圧力センサにより実測した接触領域は対応することを示した。また、歩行時における床半力作用方向と立位下肢アライメントQ関係を調べた結果、立位において膝内側に荷重が作用している場合、歩行時においても膝内側に作用することを示した。さらに、膝関節3次元運動データを基に、動的負荷状態における軟骨接触動態と靭帯および腱組織の伸長挙動を解析するため、米国ハーバード大学医学部生体工学研究室にて研究を行った(平成22年8月～平成23年3月)。2方向連続X線で荷重下における膝深屈曲運動(膝屈曲角0度から150度)を撮影し、大腿骨、脛骨および膝蓋骨の輸郭を抽出した。そこにMRIから作成したおいた大腿骨、脛骨および膝蓋骨の3次元形状モデルの投影像の輪郭を重ね合わせることで、膝関節の3次元運動データを得た。そして、膝深屈曲に伴う軟骨の変形挙動と膝前十字靭帯、後十字靭帯および膝蓋腱の長さ変化を解析した。その結果、膝の屈曲に伴い大腿膝蓋関節における軟骨接触面積は増加傾向を示した。膝前十字靭帯の長さは減少したが、膝後十字靭帯と膝蓋腱の長さは増加することを示した。
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