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ITグローバルネットワークを用いた術後膝人工関節動態ビッグデータ活用とその有用性

研究課題

研究課題/領域番号 17K10964
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 整形外科学
研究機関大阪大学

研究代表者

菅本 一臣  大阪大学, 医学系研究科, 寄附講座教授 (40294061)

研究分担者 冨田 哲也  大阪大学, 医学系研究科, 寄附講座准教授 (30283766)
二井 数馬  大阪大学, 医学系研究科, 助教 (30588380)
玉城 雅史  大阪大学, キャンパスライフ健康支援センター, 助教 (90837535)
山崎 隆治  埼玉工業大学, 工学部, 教授 (40432546)
田中 栄  東京大学, 医学部附属病院, 教授 (50282661)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2017年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
キーワード骨関節動態 / 膝関節 / 人工関節 / 画像解析 / ビッグデータ / 関節動態解析 / TKA / データグローバルネットワーク化
研究成果の概要

我々が独自に開発した解析システムによりX線透視装置を用いた生体内膝関節3次元動態解析を行い、共同研究を行う施設間同士でITグローバルネットワークを構築し、膝関節動態ビッグデータを集積した。被験者は研究代表者および研究分担者の在籍する大阪大学医学部附属病院および東京大学医学部附属病院から募集し、埼玉工業大学医用画像解析学研究室に人工関節および骨の3次元モデル骨モデルの作成を依頼した。得られた集積データから、正常膝関節と人工膝関節の運動学的差異、後十字靭帯の脛骨付着部と手術手技との関係性、新しくデザインされた両十字靭帯温存型及び代償型の人工膝関節動態の特徴を解明した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

我々はX線透視装置を用いて様々な膝関節動作を撮影し、その画像情報を独自に開発した解析システムによって、生体内3次元動態解析を可能とした。これまでの研究で術後膝関節動態に影響を及ぼすものとして、人工関節形状、術前患者の膝関節機能、手術手技等の様々な要因が複合的に影響することが明らかになっていたが、その詳細を判断するにはビッグデータの集積が必須であった。今回得られた膨大な解析データから正常膝関節と人工膝関節の運動学的差異、靭帯付着部と手術手技との関係性、新しくデザイン人工膝関節動態の特徴などの人工関節の開発や変形性膝関節症の病態解明につながる新しい知見が得られた。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (33件)

すべて 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (13件) (うち国際共著 5件、 査読あり 11件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (20件) (うち国際学会 4件、 招待講演 5件)

  • [雑誌論文] 人工膝関節置換術後の歩行動作の動態解析;生体内三次元動態と床反力計の同時計測の有用性2019

    • 著者名/発表者名
      伊能良紀,冨田哲也,山崎隆治,近田彰治,藤戸稔高,石橋輝哉,吉川秀樹,菅本一臣
    • 雑誌名

      理学療法学Supplement

      巻: 46S1

    • NAID

      130007694032

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Bicruciate-retaining total knee arthroplastyにおける術中膝関節動態の比較2019

    • 著者名/発表者名
      藤戸稔高, 冨田哲也, 石橋輝哉, 吉川秀樹, 菅本一臣
    • 雑誌名

      中部日本整形外科災害外科学会雑誌

      巻: 62 ページ: 433-434

    • NAID

      130007703107

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] BCRのkinematics : 術後動態解析 (特集 人工膝関節置換術をめぐる議論) -- (Bicruciate-rataining TKA)2019

    • 著者名/発表者名
      玉城雅史, 冨田哲也, 石橋輝哉, 藤戸稔高, 山崎隆治, 菅本一臣
    • 雑誌名

      Bone joint nerve

      巻: 9 ページ: 231-234

    • NAID

      40021937404

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Bicruciate-stabilised total knee arthroplasty provides good functional stability during high-flexion weight-bearing activities2019

    • 著者名/発表者名
      Kono, K. Inui, H. Tomita, T. Yamazaki, T. Taketomi, S. Sugamoto, K. Tanaka, S.
    • 雑誌名

      Knee Surgery, Sports Traumatology, Arthroscopy

      巻: 27 号: 7 ページ: 2096-2103

    • DOI

      10.1007/s00167-019-05375-9

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] In Vivo Kinematics of Bicruciate-Retaining Total Knee Arthroplasty with Anatomical Articular Surface under High-Flexion Conditions2019

    • 著者名/発表者名
      Kono Kenichi、Inui Hiroshi、Tomita Tetsuya、Yamazaki Takaharu、Taketomi Shuji、Tanaka Sakae
    • 雑誌名

      The Journal of Knee Surgery

      巻: - 号: 04 ページ: 452-459

    • DOI

      10.1055/s-0039-1696959

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Bicruciate-retaining total knee arthroplasty reproduces in vivo kinematics of normal knees to a lower extent than unicompartmental knee arthroplasty.2019

    • 著者名/発表者名
      Kono K, Inui H, Tomita T, Yamazaki T, Taketomi S, Tanaka S.
    • 雑誌名

      Knee Surgery, Sports Traumatology, Arthroscopy

      巻: - 号: 9 ページ: 3007-3015

    • DOI

      10.1007/s00167-019-05754-2

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Comparison of finite helical axes of normal and anatomically designed prosthetic knees2019

    • 著者名/発表者名
      Konda Shoji、Tomita Tetsuya、Yamazaki Takaharu、Oda Kosaku、Nakajima Mikio、Nakane Kunio、Kono Kenichi、Fujito Toshitaka、Yoshikawa Hideki、Sugamoto Kazuomi
    • 雑誌名

      Clinical Biomechanics

      巻: 65 ページ: 57-64

    • DOI

      10.1016/j.clinbiomech.2019.03.018

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 人工臓器 最近の進歩 人工関節 骨 人工膝関節のキネマティクス2019

    • 著者名/発表者名
      玉城 雅史, 冨田 哲也
    • 雑誌名

      人工臓器

      巻: 48 ページ: 176-178

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] 【人工膝関節置換術のインプラントと術式の選択】インプラントデザインと選択 人種・生活様式の違いを考慮したインプラントデザイン2019

    • 著者名/発表者名
      冨田 哲也, 河野 賢一, 清友 大惟, 山崎 隆治, 石橋 輝也, 玉城 雅史, 中根 邦雄, 吉川 秀樹, 菅本 一臣
    • 雑誌名

      関節外科

      巻: 38 ページ: 234-240

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] What Kinds of Posterior Cruciate Ligament Bundles Are Preserved in Cruciate-Retaining Total Knee Arthroplasty? A Three-Dimensional Morphology Study.2018

    • 著者名/発表者名
      Inou Y, Tomita T, Kiyotomo D, Yoshikawa H, Sugamoto K
    • 雑誌名

      The Journal of Knee Surgery

      巻: 10 号: 10 ページ: 1055-1055

    • DOI

      10.1055/s-0038-1675184

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Influence of Posterior Tibial Slope on Kinematics After Cruciate-Retaining Total Knee Arthroplasty.2018

    • 著者名/発表者名
      Fujito T, Tomita T, Yamazaki T, Oda K, Yoshikawa H, Sugamoto K.
    • 雑誌名

      The Journal of Arthroplasty

      巻: 33 号: 12 ページ: 3778-3782

    • DOI

      10.1016/j.arth.2018.07.029

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] In vivo three-dimensional kinematics of normal knees during different high-flexion activities.2018

    • 著者名/発表者名
      Kono K, Tomita T, Futai K, Yamazaki T, Tanaka S, Yoshikawa H, Sugamoto K
    • 雑誌名

      The Bone & Joint Journal

      巻: 100-B(1) 号: 1 ページ: 50-55

    • DOI

      10.1302/0301-620x.100b1.bjj-2017-0553.r2

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Can intraoperative kinematic analysis predict postoperative kinematics following total knee arthroplasty? A preliminary2017

    • 著者名/発表者名
      Keizo Wada, Hiroshi Mikami, Daisuke Hamada, Takaharu Yamazaki, Tetsuya Tomita, Koichi Sairyo
    • 雑誌名

      The Journal of Medical Investigation

      巻: 65 号: 1.2 ページ: 21-26

    • DOI

      10.2152/jmi.65.21

    • NAID

      130006575602

    • ISSN
      1343-1420, 1349-6867
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] アジア人の骨形態、膝動態から考えるTKA2020

    • 著者名/発表者名
      冨田哲也
    • 学会等名
      日本人工関節学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 人工膝関節術後動態解析と患者立脚型評価の関連性についての検討2020

    • 著者名/発表者名
      玉城雅史、冨田哲也、近田彰治、石橋輝哉、菅本一臣
    • 学会等名
      日本人工関節学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] アジア人向けに開発された人工膝関節の術後短期成績と動態解析2020

    • 著者名/発表者名
      玉城雅史、冨田哲也、近田彰治、石橋輝哉、菅本一臣
    • 学会等名
      日本人工関節学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Site and Severity of the Increased Humeral Retroversion in Symptomatic Baseball Players: A 3-dimensional Computed Tomographic Analysis.2019

    • 著者名/発表者名
      Sugamoto K, Itami Y, Mihata T, Shibano K, Neo M
    • 学会等名
      Korean Shoulder and Elbow Society
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Three-dimensional analysis of acromial morphologic characteristics in patients with and without rotator cuff tears using a reconstructed computed tomography model.2019

    • 著者名/発表者名
      Sugamoto K, Fujisawa , Mihata T, Murase T, Neo M
    • 学会等名
      Korean Shoulder and Elbow Society
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] VR技術を用いたリハビリテーション医学および運動学の革新的教育2019

    • 著者名/発表者名
      菅本一臣
    • 学会等名
      日本リハビリテーション医学会学術集会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 人工膝関節置換術2019

    • 著者名/発表者名
      冨田哲也、玉城雅史、石橋輝哉、吉川秀樹、菅本一臣
    • 学会等名
      日本リウマチの外科学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 人体の仕組みを知ってリハビリテーション手技を高めよう2019

    • 著者名/発表者名
      菅本一臣
    • 学会等名
      日本リハビリテーション医学会秋季学術集会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 機械学習に基づく人工膝関節画像からの機種の同定2019

    • 著者名/発表者名
      岸野万由子、山崎隆治、伊丹史緒、冨田哲也、菅本一臣
    • 学会等名
      日本臨床バイオメカニクス学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 回帰モデルを用いた人工膝関節シルエット画像の回転角度の推定2019

    • 著者名/発表者名
      涌井大吾、山崎隆治、伊丹史緒、冨田哲也、菅本一臣
    • 学会等名
      日本臨床バイオメカニクス学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] BCS TKAにおける術中component gapを用いた外側弛緩性とlift-offとの関連について-生体内3次元動態解析による評価-2019

    • 著者名/発表者名
      鹿毛智文、乾洋、冨田哲也、山崎隆治
    • 学会等名
      日本臨床バイオメカニクス学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 生体内膝関節動態解析技術2019

    • 著者名/発表者名
      冨田 哲也
    • 学会等名
      日本再生医療とリハビリテーション学会学術集会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] In Vivo Three-Dimensional Kinematics of Unicompartmental Knee Arthroplasty During Weight-Bearing and Non-Weight-Bearing High-Flexion Activities2019

    • 著者名/発表者名
      Kage T, Inui H, Tomita T
    • 学会等名
      International Society for Technology in Arthroplasty
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Kinematic Comparison of Total Knee Arthroplasty Between Condylar Stabilized and Cruciate Retaining During Stair Ascending2019

    • 著者名/発表者名
      Ishibashi T, Tomita T
    • 学会等名
      International Society for Technology in Arthroplasty
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] TKAデザインがキネマティックパターンに与える影響2019

    • 著者名/発表者名
      冨田哲也
    • 学会等名
      第49回 日本人工関節学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Three dimensional morphologic study of femur in Asian countries2018

    • 著者名/発表者名
      冨田哲也
    • 学会等名
      The Hong Kong Orthopadic Association The 38th Annual Congress
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] In vivo kinematics of ACL preserving total knee arthroplasty2018

    • 著者名/発表者名
      冨田哲也
    • 学会等名
      The Hong Kong Orthopadic Association The 38th Annual Congress
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] TKA 術後階段昇降動作の生体内3次元動態解析2018

    • 著者名/発表者名
      冨田哲也
    • 学会等名
      第48回日本人工関節学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 生体内動態解析から考える正常膝関節と Bicruciate Preserving Arthroplasty2018

    • 著者名/発表者名
      冨田哲也
    • 学会等名
      第48回日本人工関節学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] TKA 後の基本的 ADL 動作を科学する-正座の生体内動態解析-2018

    • 著者名/発表者名
      冨田哲也
    • 学会等名
      第48回日本人工関節学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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