有限要素法を用いた骨盤骨転移の骨強度予測スコアリングシステムの開発

• 研究課題/領域番号: 18K10774
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分59010:リハビリテーション科学関連
• 研究機関: 埼玉医科大学 (2020); 東京大学 (2018-2019)
• 研究代表者: 篠田 裕介 埼玉医科大学, 医学部, 教授 (80456110)
• 研究分担者: 小林 寛 東京大学, 医学部附属病院, 講師 (20407951) ; 田中 健之 東京大学, 医学部附属病院, 助教 (00583121) ; 別所 雅彦 国際医療福祉大学, 医学部, 講師 (50451810) ; 芳賀 信彦 東京大学, 医学部附属病院, 教授 (80251263)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2020年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2019年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2018年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: 骨転移 / 骨盤 / 骨折 / 有限要素法 / 転移性骨腫瘍 / QOL / ADL

研究成果の概要

転移性骨盤腫瘍をもつ患者のCTデータをDICOMデータとして有限要素法解析ソフトに取り込み、健常側から正常骨盤モデルを作成した。先行研究をもとに、仙腸関節と恥骨結合の靭帯成分の特性値を設定し、仙骨と恥骨結合は水平方向以外のすべての方向に、仙椎は垂直方向のみで拘束した。股関節の臼蓋に対する荷重方向は、恥骨結合上縁と仙椎上縁で構成する平面から30度傾けた角度にした。有限要素法で応力解析を行った結果、複数症例で脆弱性骨折で生じる仙骨、恥骨上下枝に骨折を生じたので、解析条件を決定した。骨転移を模した骨欠損モデルによる検討では、臼蓋前縁から恥骨上枝、坐骨切痕部に欠損があると骨折を生じやすかった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

骨盤骨転移の治療の目的は病的骨折を予防してADLを維持することである。骨盤転移の骨折リスクを評価する指標が必要であるが、これまで骨盤転移による骨折リスクや手術適応の指標が存在していなかった。 そこで、我々は有限要素法を用いて、腫瘍部位や大きさによる骨折リスクの違いを明らかにし、実際の症例における骨折リスクを予測するシステムを作成することを目標とした。現時点では、仮想骨転移モデルで、臼蓋前縁から恥骨上枝、坐骨切痕部に欠損があると骨折を生じやすいことを明らかにしたので、今後実症例で検証を行い、スコアリングシステムを確立する。

研究成果

• [雑誌論文] Predictive factors of the 30-day mortality after surgery for spinal metastasis: Analysis of a nationwide database (2020)
  • 著者名/発表者名: Sawada Ryoko、Yamana Hayato、Shinoda Yusuke、Tsuda Yusuke、Matsui Hiroki、Fushimi Kiyohide、Kobayashi Hiroshi、Matsubayashi Yoshitaka、Yasunaga Hideo、Tanaka Sakae、Haga Nobuhiko
  • 雑誌名: Journal of Orthopaedic Science 巻: - 号: 4 ページ: 666-671
  • DOI: 10.1016/j.jos.2020.07.015
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Prediction of pathological fracture in patients with lower limb bone metastasis using computed tomography imaging (2020)
  • 著者名/発表者名: Shinoda Yusuke、Sawada Ryoko、Ishibashi Yuki、Akiyama Toru、Zhang Liuzhe、Hirai Toshihide、Oka Hiroyuki、Ohki Takahiro、Ikegami Masachika、Okajima Koichi、Okuma Tomotake、Kobayashi Hiroshi、Goto Takahiro、Haga Nobuhiko、Tanaka Sakae
  • 雑誌名: Clinical & Experimental Metastasis 巻: 37 号: 5 ページ: 607-616
  • DOI: 10.1007/s10585-020-10053-z
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pretreatment serum C-reactive protein is a significant prognostic factor in patients with soft tissue metastases (2020)
  • 著者名/発表者名: Ishibashi Yuki、Kobayashi Hiroshi、Sawada Ryoko、Okuma Tomotake、Okajima Koichi、Zhang Liuzhe、Hirai Toshihide、Ohki Takahiro、Ikegami Masachika、Shinoda Yusuke、Akiyama Toru、Goto Takahiro、Tanaka Sakae
  • 雑誌名: Journal of Orthopaedic Science 巻: - 号: 3 ページ: 478-482
  • DOI: 10.1016/j.jos.2020.04.017
  • 査読あり
• [雑誌論文] Author’s reply to ‘bone metastasis of limb segments: is mesometastasis another poor prognostic factor of cancer patients?’ (2020)
  • 著者名/発表者名: Tani Shoichiro、Morizaki Yutaka、Uehara Kosuke、Sawada Ryoko、Kobayashi Hiroshi、Shinoda Yusuke、Kawano Hirotaka、Tanaka Sakae
  • 雑誌名: Japanese Journal of Clinical Oncology 巻: 50 号: 10 ページ: 1226-1226
  • DOI: 10.1093/jjco/hyaa102
  • 査読あり
• [雑誌論文] Skeletal muscle measurements predict surgical wound complications but not overall survival in patients with soft tissue sarcoma (2020)
  • 著者名/発表者名: Hirai Toshihide、Kobayashi Hiroshi、Okuma Tomotake、Ishibashi Yuki、Ikegami Masachika、Ohki Takahiro、Shinoda Yusuke、Okajima Koichi、Zhang Liuzhe、Akiyama Toru、Goto Takahiro、Tanaka Sakae
  • 雑誌名: Japanese Journal of Clinical Oncology 巻: 50 号: 10 ページ: 1168-1174
  • DOI: 10.1093/jjco/hyaa100
  • 査読あり
• [雑誌論文] Factors associated with health-related quality of life in patients with glioma: impact of symptoms and implications for rehabilitation (2020)
  • 著者名/発表者名: Umezaki Shigeko、Shinoda Yusuke、Mukasa Akitake、Tanaka Shota、Takayanagi Shunsaku、Oka Hiroyuki、Tagawa Hisato、Haga Nobuhiko、Yoshino Mariko
  • 雑誌名: Japanese Journal of Clinical Oncology 巻: 50 号: 9 ページ: 990-998
  • DOI: 10.1093/jjco/hyaa068
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Bone metastasis of limb segments: Is mesometastasis another poor prognostic factor of cancer patients? (2020)
  • 著者名/発表者名: Tani Shoichiro、Morizaki Yutaka、Uehara Kosuke、Sawada Ryoko、Kobayashi Hiroshi、Shinoda Yusuke、Kawano Hirotaka、Tanaka Sakae
  • 雑誌名: Japanese Journal of Clinical Oncology 巻: 50 号: 6 ページ: 688-692
  • DOI: 10.1093/jjco/hyaa024
  • 査読あり
• [雑誌論文] Infiltrative nature of tumor-induced osteomalacia lesions in bone: Correlation between radiological and histopathological features (2019)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi Hiroshi、Makise Naohiro、Ushiku Tetsuo、Ito Nobuaki、Koga Minae、Shinoda Yusuke、Tanaka Sakae
  • 雑誌名: Journal of Orthopaedic Science 巻: 24 号: 5 ページ: 900-905
  • DOI: 10.1016/j.jos.2019.02.005
  • 査読あり
• [雑誌論文] Early detection of bone metastases of hepatocellular carcinoma reduces bone fracture and paralysis (2019)
  • 著者名/発表者名: Hirai Toshihide、Shinoda Yusuke、Tateishi Ryosuke、Asaoka Yoshinari、Uchino Koji、Wake Taijiro、Kobayashi Hiroshi、Ikegami Masachika、Sawada Ryoko、Haga Nobuhiko、Koike Kazuhiko、Tanaka Sakae
  • 雑誌名: Japanese Journal of Clinical Oncology 巻: 49 号: 6 ページ: 529-536
  • DOI: 10.1093/jjco/hyz028
  • 査読あり
• [雑誌論文] Factors related to the quality of life in patients with bone metastases. (2019)
  • 著者名/発表者名: Shinoda Y, Sawada R, Yoshikawa F, Oki T, Hirai T, Kobayashi H, Matsudaira K, Oka H, Tanaka S, Kawano H, Haga N.
  • 雑誌名: Clin Exp Metastasis 巻: 36 号: 5 ページ: 441-448
  • DOI: 10.1007/s10585-019-09983-0
  • 査読あり
• [雑誌論文] Prediction of the pathological fracture risk during stance and fall-loading configurations for metastases in the proximal femur, using a computed tomography-based finite element method. (2019)
  • 著者名/発表者名: Shinoda Y, Kobayashi H, Kaneko M, Ohashi S, Bessho M, Hayashi N, Oka H, Imanishi J, Sawada R, Ogura K, Tanaka S, Haga N, Kawano H.
  • 雑誌名: J Orthop Sci. 巻: 24(6) 号: 6 ページ: 1074-1080
  • DOI: 10.1016/j.jos.2019.08.014
  • 査読あり
• [雑誌論文] Prevalence of bone pain decreases as lymph node stage increases in nonsmall cell lung cancer patients (2019)
  • 著者名/発表者名: Saito Minako、Kage Hidenori、Ando Takahiro、Sawada Ryoko、Amano Yosuke、Goto Yasushi、Shinoda Yusuke、Nagase Takahide
  • 雑誌名: Current Problems in Cancer 巻: 43 号: 1 ページ: 86-91
  • DOI: 10.1016/j.currproblcancer.2018.08.006
  • 査読あり
• [雑誌論文] Body composition as a predictor of toxicity after treatment with eribulin for advanced soft tissue sarcoma (2018)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi Hiroshi、Okuma Tomotake、Oka Hiroyuki、Okajima Koichi、Ishibashi Yuki、Zhang Liuzhe、Hirai Toshihide、Ohki Takahiro、Tsuda Yusuke、Ikegami Masachika、Sawada Ryoko、Shinoda Yusuke、Akiyama Toru、Kawano Hirotaka、Goto Takahiro、Tanaka Sakae
  • 雑誌名: International Journal of Clinical Oncology 巻: 24 号: 4 ページ: 437-444
  • DOI: 10.1007/s10147-018-1370-8
  • 査読あり
• [雑誌論文] Secondary Chondrosarcoma Presenting with Symptoms Similar to Thoracic Outlet Syndrome (2018)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi Hiroshi、Ikegami Masachika、Ushiku Tetsuo、Anraku Masaki、Ohki Takahiro、Shinoda Yusuke、Tanaka Sakae、Kawano Hirotaka
  • 雑誌名: Case Reports in Orthopedics 巻: 2018 ページ: 1-5
  • DOI: 10.1155/2018/9347145
  • 査読あり
• [雑誌論文] The outcomes and prognostic factors in patients with osteosarcoma according to age: a Japanese nationwide study with focusing on the age differences (2018)
  • 著者名/発表者名: Tsuda Yusuke、Ogura Koichi、Shinoda Yusuke、Kobayashi Hiroshi、Tanaka Sakae、Kawai Akira
  • 雑誌名: BMC Cancer 巻: 18 号: 1 ページ: 614-614
  • DOI: 10.1186/s12885-018-4487-2
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Prognostic factors of Erdheim-Chester disease: a nationwide survey in Japan (2018)
  • 著者名/発表者名: Toya T, Ogura M, Toyama K, Yoshimi A, Shinozaki-Ushiku A, Honda A, Honda K, Hosoya N, Murakami Y, Kawashima H, Nannya Y, Arai S, Nakamura F, Shinoda Y, Nangaku M, Miyagawa K, Fukayama M, Moriya-Saito A, Katayama I, Ogura T, Kurokawa M.
  • 雑誌名: Haematologica 巻: 103 号: 11 ページ: 1815-1824
  • DOI: 10.3324/haematol.2018.190728
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of a patient-oriented disease specific outcome measure of health-related quality of life (HRQOL) for musculoskeletal oncology patients (2018)
  • 著者名/発表者名: Ogura Koichi、Uehara Kosuke、Akiyama Toru、Shinoda Yusuke、Iwata Shintaro、Tsukushi Satoshi、Kobayashi Eisuke、Hirose Takeshi、Yonemoto Tsukasa、Endo Makoto、Tanzawa Yoshikazu、Nakatani Fumihiko、Kawano Hirotaka、Tanaka Sakae、Kawai Akira
  • 雑誌名: Journal of Orthopaedic Science 巻: Epub 号: 3 ページ: 539-547
  • DOI: 10.1016/j.jos.2018.10.020
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 転移性骨腫瘍を見逃さないために (2021)
  • 著者名/発表者名: 篠田裕介
  • 学会等名: 第61回関東整形災害外科学会
  • 招待講演
• [学会発表] 有限要素法を応用した 下肢骨転移による病的骨折リスク評価法開発 (2021)
  • 著者名/発表者名: 篠田裕介
  • 学会等名: 第15回日本CAOS研究会
  • 招待講演
• [学会発表] がんロコモへの対策について (2020)
  • 著者名/発表者名: 篠田裕介
  • 学会等名: 第79回日本医学放射線学会総会
  • 招待講演
• [学会発表] 骨転移に対する 診療科横断的・集学的治療の重要性 (2020)
  • 著者名/発表者名: 篠田裕介
  • 学会等名: 緩和・支持・心のケア 合同学術大会2020
  • 招待講演
• [学会発表] がん患者の運動器管理 総論 (2020)
  • 著者名/発表者名: 篠田裕介
  • 学会等名: 第57回日本リハビリテーション医学会学術集会
  • 招待講演
• [学会発表] がんロコモに対するリハビリテーション治療 (2020)
  • 著者名/発表者名: 篠田裕介
  • 学会等名: 第4回日本リハビリテーション医学会秋季学術集会
  • 招待講演
• [学会発表] Role of Cancer Board for Bone Metastasis (2020)
  • 著者名/発表者名: 篠田裕介
  • 学会等名: 第58回日本癌治療学会
  • 招待講演
• [学会発表] 当院での経験 (2020)
  • 著者名/発表者名: 篠田裕介
  • 学会等名: 第69回東日本整形災害外科学会
  • 招待講演
• [学会発表] 下肢骨転移の病的骨折リスク因子 (2020)
  • 著者名/発表者名: 篠田裕介
  • 学会等名: 第53回日本整形外科学会 骨・軟部腫瘍学術集会
• [学会発表] 終末期脊椎転移患者におけるトイレ歩行の実態調査 (2020)
  • 著者名/発表者名: 澤田良子
  • 学会等名: 第53回日本整形外科学会 骨・軟部腫瘍学術集会
• [学会発表] Factors affecting discharge to home after surgery for spinal metastasis: analysis using a national inpatient database (2019)
  • 著者名/発表者名: Sawada R, Yamana H, Shinoda Y, Ohki T, Yasunaga H, Haga N
  • 学会等名: 13th ISPRM World Congress
  • 国際学会
• [学会発表] Risk factors for lower limb pathological fracture in patients with bone metastasis (2019)
  • 著者名/発表者名: Shinoda Y, Sawada R, Ohki T, Haga N
  • 学会等名: 13th ISPRM World Congress
  • 国際学会
• [学会発表] 転移性骨腫瘍と就労(レビューセッション：肩・腫瘍） (2019)
  • 著者名/発表者名: 澤田良子、篠田裕介、大木孝裕、平井利英、小林寛、河野博隆、田中栄、芳賀信彦
  • 学会等名: 第59回関東整形災害外科学会
  • 招待講演
• [学会発表] 「動ける」ことを意識した骨転移診療－終末期骨転移患者におけるトイレ歩行の実態調査－(シンポジウム：がんロコモ) (2019)
  • 著者名/発表者名: 澤田良子、篠田裕介、大木孝裕、石橋祐貴、小林寛、田中栄、芳賀信彦
  • 学会等名: 第68回東日本整形災害外科学会、2019.9.6
  • 招待講演
• [学会発表] がん患者のロコモ予防における整形外科の役割 (2019)
  • 著者名/発表者名: 篠田裕介、澤田良子、大木孝裕、平井利英、小林寛、田中栄、芳賀信彦
  • 学会等名: 第31回日本運動器科学会
  • 招待講演
• [学会発表] 骨転移の画像診断の基礎 (2019)
  • 著者名/発表者名: 篠田裕介
  • 学会等名: 第3回日本リハビリテーション医学会秋季学術集会
  • 招待講演
• [学会発表] 骨転移キャンサーボード設立の意義と診療システム（シンポジウム：骨転移診療体制の構築） (2018)
  • 著者名/発表者名: 篠田裕介、澤田良子、芳賀信彦、平井利英、小林寛、田中栄、河野博隆
  • 学会等名: 第58回関東整形災害外科学会
  • 招待講演
• [学会発表] 骨転移キャンサーボードの役割（シンポジウム：高齢者の骨転移にどう向き合うか－積極的治療と緩和医療－） (2018)
  • 著者名/発表者名: 篠田裕介、澤田良子、松林嘉孝、平井利英、小林寛、河野博隆、田中栄、芳賀信彦
  • 学会等名: 第91回日本整形外科学会学術総会
  • 招待講演
• [学会発表] 緩和ケアにおける骨転移キャンサーボードの役割（シンポジウム：緩和ケアとがんロコモ～がん治療における運動器診療との連携～） (2018)
  • 著者名/発表者名: 篠田裕介、澤田良子、芳賀信彦、金井良晃、住谷昌彦、岩瀬哲、河野博隆
  • 学会等名: 第23回日本緩和医療学会学術大会
  • 招待講演
• [学会発表] 有限要素法を用いた転倒条件における大腿骨近位部骨折のリスク評価 (2018)
  • 著者名/発表者名: 篠田裕介、澤田良子、藤原清香、井口はるひ、唐沢康暉、河野博隆、田中栄、芳賀信彦
  • 学会等名: 第55回日本リハビリテーション医学会学術集会
• [学会発表] 大腿骨近位部病的骨折のがん種別の治療戦略（シンポジウム） (2018)
  • 著者名/発表者名: 篠田裕介、澤田良子、平井利英、小林寛、田中栄、河野博隆、芳賀信彦
  • 学会等名: 第44回日本骨折治療学会
  • 招待講演
• [学会発表] 骨転移のリハビリテーション～チーム医療の重要性～（シンポジウム＆ディベート16 がん骨転移のリハビリテーション：機能予後と生命予後） (2018)
  • 著者名/発表者名: 篠田裕介、澤田良子、大木孝裕、河野博隆、田中栄、芳賀信彦
  • 学会等名: 第2回日本リハビリテーション医学会秋季学術集会
  • 招待講演
• [学会発表] 脊椎転移へのがん種別アプローチ (2018)
  • 著者名/発表者名: 篠田裕介
  • 学会等名: 第14回JKTがんリハビリテーションフォーラム（シンポジウム）
  • 招待講演