| Project/Area Number |
21K21256
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
0909:Sports sciences, physical education, health sciences, and related fields
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
Hara Daisuke 九州大学, 大学病院, 助教 (30906350)
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| Project Period (FY) |
2021-08-30 – 2025-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2024)
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| 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)
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| Keywords | 股関節 / 人工股関節置換術 / 三次元動態解析 / シミュレーション / イメージマッチング / 人工股関節 / コンピューターシミュレーション |
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| 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。
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| Outline of Final Research Achievements |
A simulation study was conducted to evaluate implant positioning in total hip arthroplasty (THA). Three femoral stem designs;two taper-wedge types and one fit-and-fill type were compared with respect to changes in anteversion and insertion depth. Significant differences in anteversion angle were identified among the three designs, while no significant differences were observed in insertion depth. Furthermore, kinematic analysis of THA was performed to assess functional biomechanics. During golf swings, no excessive rotation was detected in either hip, and peak joint contact forces were comparable to those during jogging. In boarding and alighting tasks, no excessive flexion or rotation was observed; however, the range of motion and muscular strength varied depending on whether the THA limb was the weight-bearing side. These findings suggest that postoperative restoration of hip joint mobility and strength is essential for achieving natural movement patterns during daily activities.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究では、人工股関節置換術(THA)におけるステム形状が前捻角の調整可能性に及ぼす影響を定量化した。ステム機種ごとの前捻角調整範囲を把握することで、術後脱臼予防のための適切な術前計画および機種選択に有用な知見を得た。また、術後動態解析により、ゴルフや乗降車などの日常・趣味動作における股関節への負荷と運動様式を評価し、これらがTHA後も安全に実施可能な動作であることを確認した。さらに、可動域と筋力の回復が機能的動作の再獲得に不可欠であることを明らかにした。本研究成果は、術後リハビリテーションの質的向上と社会復帰支援に寄与する重要な知見となる。
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