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高精度股関節三次元動態解析・コンピュータシミュレーションの股関節疾患治療への応用

Research Project

Project/Area Number 21K21256
Research Category

Grant-in-Aid for Research Activity Start-up

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section 0909:Sports sciences, physical education, health sciences, and related fields
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

原 大介  九州大学, 大学病院, 助教 (30906350)

Project Period (FY) 2021-08-30 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywords股関節 / 人工股関節置換術 / 三次元動態解析 / イメージマッチング / シミュレーション / 人工股関節 / コンピューターシミュレーション
Outline of Research at the Start

股関節疾患に対する人工股関節置換術は除痛効果・関節機能改善に対して極めて有効な手術である。しかし、再置換第1位の原因である脱臼は臼状関節である股関節の宿命的合併症である。脱臼の原因は関節動態を含めわかっていないことも少なくない。また、術後にどのような動作を許可するかについても術者の経験的判断に委ねられていることが多い。本研究の目的は、生体・人工股関節の三次元動態を高精度で解析・可視化し、股関節障害に直結する各疾患特有の関節動態を明らかにすることである。さらに解析動作の関節動態を再現後、様々なインプラント設置位置をシミュレーションし、術後脱臼を起こさないインプラント設置位置の安全域を同定する。

Outline of Annual Research Achievements

変形性股関節症(股関節症)、大腿骨頭壊死症(骨頭壊死)に代表される股関節疾患に対する人工股関節置換術 (THA)は除痛効果・関節機能改善に対して極めて有効な手術である。しかし、再置換第1位の原因である脱臼は臼状関節である股関節の宿命的合併症であり、脱臼の原因は関節動態を含めわかっていないことも少なくない。
本研究の目的は、生体・人工股関節の三次元動態を高精度で解析・可視化し、股関節症、骨頭壊死を比較し、股関節障害に直結する各疾患特有の関節動態を明らかにすることである。さらに解析動作の関節動態を再現後、様々なインプラント設置位置をシミュレーションし、人工股関節脱臼を起こしうる動作を安全に行 えるインプラント設置位置の安全域を同定する。各動作の股関節動態から股関節障害の病態を把握し、股関節術後の動作指導や手術法改善につなげたい。 2023年度はゴルフスイング時の人工股関節の動態及び力学解析研究についての研究を学会及び英語論文として発表し、関節リウマチに対する人工股関節インプラントを周囲骨折の危険因子を解析する研究に対して学会発表を行い、学会賞を受賞し、論文作成中である。大腿骨ステム前捻角調整のシミュレーションについても症例数を増やし、英語論文を作成中である。また、股関節障害を引き起こす強直性脊椎炎などのリウマチ性疾患についても調査を進め、現在論文作成中である。
今後もさらなるデータ蓄積を行い、論文化を念頭に研究を進めていく予定である。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

動態力学解析についての論文を発表し、他の研究についても論文作成中である。

Strategy for Future Research Activity

人工股関節置換術後症例の動態撮影を継続し、データを蓄積させていく予定である。また、インプラントの機種も新しいものが当院で採用されている。今後は機種間で関節動態の違いを比較することも予定している。

Report

(3 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (27 results)

All 2024 2023 2022 2021

All Journal Article (12 results) (of which Peer Reviewed: 10 results,  Open Access: 3 results) Presentation (15 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Reverse dynamics analysis of contact force and muscle activities during the golf swing after total hip arthroplasty2023

    • Author(s)
      Harada Tetsunari、Hamai Satoshi、Hara Daisuke、Fujita Tsutomu、Okazawa Kazuya、Kozono Naoya、Kawahara Shinya、Yamaguchi Ryosuke、Fujii Masanori、Ikemura Satoshi、Motomura Goro、Nakashima Yasuharu
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 13 Issue: 1 Pages: 8688-8688

    • DOI

      10.1038/s41598-023-35484-y

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Contralateral Hip Abductor Muscle Strength Associated with Comfort of Getting into and out of the Car after Total Hip Arthroplasty2023

    • Author(s)
      Harada Tetsunari、Hamai Satoshi、Hara Daisuke、Fujita Tsutomu、Fujiyoshi Daisuke、Kawahara Shinya、Yamaguchi Ryosuke、Kawaguchi Kenichi、Nakashima Yasuharu
    • Journal Title

      Journal of Clinical Medicine

      Volume: 12 Issue: 17 Pages: 5515-5515

    • DOI

      10.3390/jcm12175515

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      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 関節リウマチ股関節に対する人工股関節全置換術後の患者立脚型評価 変形性股関節症との比較研究2023

    • Author(s)
      木下英士, 原大介, 本村悟朗, 濵井敏, 川原慎也, 佐藤太志, 山口亮介, 宇都宮健, 北村健二, 中島康晴
    • Journal Title

      Hip Joint

      Volume: 49 Pages: 568-571

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      2023 Research-status Report
  • [Journal Article] Objective Activity Levels and Patient-Reported Outcomes After Total Hip Arthroplasty and Periacetabular Osteotomy: Retrospective Matched Cohort Study at Mean 12-Year Follow-Up2023

    • Author(s)
      Shiomoto Kyohei、Hamai Satoshi、Hara Daisuke、Harada Satoru、Motomura Goro、Nakashima Yasuharu
    • Journal Title

      The Journal of Arthroplasty

      Volume: 38 Issue: 2 Pages: 323-328

    • DOI

      10.1016/j.arth.2022.08.034

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  • [Journal Article] Three-dimensional kinematics and kinetics of getting into and out of a car in patients after total hip arthroplasty2022

    • Author(s)
      Harada Tetsunari、Hamai Satoshi、Hara Daisuke、Kawahara Shinya、Fujii Masanori、Ikemura Satoshi、Motomura Goro、Nakashima Yasuharu
    • Journal Title

      Gait & Posture

      Volume: 98 Pages: 305-312

    • DOI

      10.1016/j.gaitpost.2022.10.003

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  • [Journal Article] Elucidation of target implant orientations with the safety range of hip rotation with adduction or abduction during squatting: Simulation based on in vivo replaced hip kinematics2022

    • Author(s)
      Harada Satoru、Hamai Satoshi、Ikebe Satoru、Hara Daisuke、Higaki Hidehiko、Gondo Hirotaka、Kawahara Shinya、Shiomoto Kyohei、Harada Tetsunari、Nakashima Yasuharu
    • Journal Title

      Frontiers in Bioengineering and Biotechnology

      Volume: 10 Pages: 1023721-1023721

    • DOI

      10.3389/fbioe.2022.1023721

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  • [Journal Article] Multiple Imputation to Salvage Partial Respondents2022

    • Author(s)
      Yamate Satoshi、Hamai Satoshi、Kawahara Shinya、Hara Daisuke、Motomura Goro、Ikemura Satoshi、Fujii Masanori、Sato Taishi、Harada Satoru、Harada Tetsunari、Kokubu Yasuhiko、Nakashima Yasuharu
    • Journal Title

      Journal of Bone and Joint Surgery

      Volume: 104 Issue: 24 Pages: 2195-2203

    • DOI

      10.2106/jbjs.21.01547

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  • [Journal Article] Analysis of Factors That Influence Patient Satisfaction After Periacetabular Osteotomy: An Asian Cohort Study2022

    • Author(s)
      Harada Tetsunari、Hamai Satoshi、Shiomoto Kyohei、Hara Daisuke、Kawahara Shinya、Fujii Masanori、Motomura Goro、Nakashima Yasuharu
    • Journal Title

      Orthopedics

      Volume: 45 Issue: 5 Pages: 297-303

    • DOI

      10.3928/01477447-20220425-02

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  • [Journal Article] Taper wedge型ステムとfit-and-fill型ステムの前捻角自由度と設置位置変化に関する検討 3機種間のsimulation study2022

    • Author(s)
      河村正太郎, 原大介, 本村悟朗, 濵井敏, 池村聡, 川原慎也, 佐藤太志, 山口亮介, 中島康晴
    • Journal Title

      Hip Joint

      Volume: 48 Pages: 297-302

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  • [Journal Article] Computer simulation based on in vivo kinematics of a replaced hip during chair-rising for elucidating target cup and stem positioning with a safety range of hip rotation2022

    • Author(s)
      Shiomoto Kyohei、Hamai Satoshi、Ikebe Satoru、Higaki Hidehiko、Hara Daisuke、Gondo Hirotaka、Komiyama Keisuke、Yoshimoto Kensei、Harada Satoru、Nakashima Yasuharu
    • Journal Title

      Clinical Biomechanics

      Volume: 91 Pages: 105537-105537

    • DOI

      10.1016/j.clinbiomech.2021.105537

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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Evaluation of optimal implant alignment in total hip arthroplasty based on postoperative range of motion simulation2022

    • Author(s)
      Harada Satoru、Hamai Satoshi、Motomura Goro、Ikemura Satoshi、Fujii Masanori、Kawahara Shinya、Sato Taishi、Hara Daisuke、Nakashima Yasuharu
    • Journal Title

      Clinical Biomechanics

      Volume: 92 Pages: 105555-105555

    • DOI

      10.1016/j.clinbiomech.2021.105555

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      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Analysis of factors influencing patient satisfaction after total hip arthroplasty in a Japanese cohort: the significant effect of postoperative physical activity2022

    • Author(s)
      Fujita Tsutomu、Hamai Satoshi、Shiomoto Kyohei、Okazawa Kazuya、Nasu Yu-ki、Hara Daisuke、Harada Satoru、Motomura Goro、Ikemura Satoshi、Fujii Masanori、Kawahara Shinya、Kawaguchi Ken-ichi、Nakashima Yasuharu
    • Journal Title

      Journal of Physical Therapy Science

      Volume: 34 Issue: 2 Pages: 76-84

    • DOI

      10.1589/jpts.34.76

    • NAID

      130008163074

    • ISSN
      0915-5287, 2187-5626
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  • [Presentation] 活動量計による股関節術後の客観的活動量定量化~患者立脚型評価との比較~2024

    • Author(s)
      原 大介, 濵井 敏, 塩本喬平, 原田 知, 藤田 努, 本村悟朗, 川原慎也, 佐藤太志, 宇都宮健, 國分康彦, 山手智志, 中島康晴
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      第54回日本人工関節学会
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      原田哲誠, 濵井 敏, 幸 博和, 西岡俊樹, 権藤大貴, 山口亮介, 川原慎也, 原 大介, 山手智志, 國分康彦, 小西俊己, 中島康晴
    • Organizer
      第54回日本人工関節学会
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      小西俊己, 濵井 敏, 山手智志, 國分康彦, 中尾侑貴, 川原慎也, 原 大介, 宇都宮健, 本村悟朗, 中島康晴
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      原 大介, 木下英士, 本村悟朗, 濵井 敏, 赤崎幸穂, 藤原稔史, 津嶋秀俊, 川原慎也, 佐藤太志, 中島康晴
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      山手智志, 濵井 敏, 川原慎也, 原 大介, 山口亮介, 本村悟朗, 原田哲誠, 國分康彦, 小西俊己, 中島康晴
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      第49回日本股関節学会学術集会総会
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      原田知, 濵井敏, 原大介, 山手智志, 國分康彦, 原田哲誠, 本村悟朗, 川原慎也, 佐藤太志, 中島康晴
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      原田哲誠, 濵井敏, 山手智志, 國分康彦, 原田知, 川原慎也, 池村聡, 原大介, 本村悟朗, 中島康晴
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      河村正太郎, 原大介, 本村悟朗, 濵井敏, 池村聡, 川原慎也, 佐藤太志, 山口亮介, 中島康晴
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  • [Presentation] THA術後CTを用いた可動域シミュレーションによる至適インプラント設置角の検討2021

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      原田知, 濵井敏, 原田哲誠, 塩本喬平, 原大介, 川原慎也, 佐藤太志, 池村 聡, 本村悟朗, 中島康晴
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      山手智志, 濵井敏, 本村悟朗, 池村聡, 川原慎也, 佐藤太志, 原大介, 原田知, 原田哲誠, 中島康晴
    • Organizer
      第48回日本股関節学会学術集会総会
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Published: 2021-10-22   Modified: 2024-12-25  

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