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関節内軟部組織の再生のための機能的 MR 画像と機械特性の関係性の構築

研究課題

研究課題/領域番号 18KK0104
研究種目

国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B))

配分区分基金
審査区分 中区分18:材料力学、生産工学、設計工学およびその関連分野
研究機関広島大学 (2023)
大阪産業大学 (2018-2022)

研究代表者

花之内 健仁  広島大学, 学術・社会連携室, 教授 (40711643)

研究分担者 大槻 周平  大阪医科薬科大学, 医学部, 講師 (20589840)
木下 和昭  四條畷学園大学, リハビリテーション学部, 教授 (20747498)
内田 宗志  産業医科大学, 医学部, 准教授 (60330990)
研究期間 (年度) 2019-02-07 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2023年度: 130千円 (直接経費: 100千円、間接経費: 30千円)
2022年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2021年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2020年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2019年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2018年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
キーワード再生医療 / 定量的MR画像 / 関節軟部組織機械特性 / プローブ機器 / 超音波画像 / 関節軟骨 / 股関節唇 / 半月板 / 踵骨脂肪組織 / 前十字靭帯 / 質的MR画像 / 患者固有強度 / プローブ / 軟骨 / 関節内軟部組織 / 機能的MR画像 / 機械特性 / 超音波
研究成果の概要

本研究は、我が国の高齢者の多くが罹患している変形性関節症への新しい治療体系である、関節内の軟部組織(軟骨・半月板・靭帯・関節唇等)の再生医療(生体材料 等の移植も含む)の確立を目指すものである。現在診療で関節内軟部組織の形態学的特徴を捉えることのできる画像の中で、質的評価として定量的評価が行えるという撮影方法に定量的MRI(緩和時間)があるが、これらが組織自体の力学特性と関連性があるか調査するため、日本で入手困難な新鮮凍結屍体組織を用いた研究を行った。また、昨今、運動器領域の画像診断機器として注目を集める超音波画像と力学特性との関連についての研究も施行した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究を通じて関節軟部組織の機械特性と定量的MRIで得られる緩和時間との間には、条件によっては高い相関関係があることが分かった。この結果は、来るべき整形外科再生医療の評価指標として、術前後問わず、医用画像から関節軟部組織の機械特性が推測できるようになった点で学術的にも社会的にも意義のあるものとなった。また、診療行為として術中に行われる“プロービング”という操作が、やはり組織からの力覚フィードバックを反映したものであること、超音波画像で得られる組織の厚さが機械特性と関係していること等も明らかになったのも、学術的意義があると考える。

報告書

(7件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (46件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (26件) (うち国際共著 16件、 査読あり 26件、 オープンアクセス 14件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 4件、 招待講演 6件) 図書 (2件)

  • [国際共同研究] SCORE at Scripps Clinic/University of California San Diego(米国)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] SCORE at Scripps Clinic/University of California San Diego(米国)

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      2022 実施状況報告書
  • [国際共同研究] SCORE at Scripps Clinic/University of California San Diego(米国)

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      2021 実施状況報告書
  • [国際共同研究] SCORE at Scripps Clinic/VA San Diego Healthcare System(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Elastic modulus of cadaveric acetabular labrum correlates with ultrashort echo time (UTE) apparent spin-spin (T2*) and spin-lattice (T1) relaxation times2024

    • 著者名/発表者名
      Moazamian Dina、Hananouchi Takehito、Shaterian Mohammadi Hamidreza、Tayarani Alireza、Dorthe Erik W.、D'lima Darryl、Jerban Saeed
    • 雑誌名

      Frontiers in Musculoskeletal Disorders

      巻: 2 ページ: 01-07

    • DOI

      10.3389/fmscd.2024.1359296

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Determining the Relationship between Mechanical Properties and Quantitative Magnetic Resonance Imaging of Joint Soft Tissues Using Patient-Specific Templates2023

    • 著者名/発表者名
      Hananouchi Takehito、Satake Shinji、Sakao Kei、Katsuda Hiroshi、Shimada Nagakazu、Dorthe Erik W.、D’Lima Darryl D.
    • 雑誌名

      Bioengineering

      巻: 10 号: 9 ページ: 1050-1050

    • DOI

      10.3390/bioengineering10091050

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Horseradish Peroxidase-Mediated Bioprinting via Bioink Gelation by Alternately Extruded Support Material2023

    • 著者名/発表者名
      Kotani Takashi、Mubarok Wildan、Hananouchi Takehito、Sakai Shinji
    • 雑誌名

      ACS Biomaterials Science & Engineering

      巻: 9 号: 10 ページ: 5804-5812

    • DOI

      10.1021/acsbiomaterials.3c00996

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evaluation of Hallux Valgus Using Rotational Moment of Midfoot Measured by a Three-dimensional Foot Scanner: a Cross-sectional Observational Study2023

    • 著者名/発表者名
      Yamashita Tomoko, Yamashita Kazuhiko, Sato Mitsuru, Hananouchi Takehito, Kawasumi Masashi, Ata Shingo
    • 雑誌名

      Advanced Biomedical Engineering

      巻: 12 号: 0 ページ: 154-162

    • DOI

      10.14326/abe.12.154

    • ISSN
      2187-5219
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The Relationship between Heel Fat Pad Thickness and Flexibility and Physical Demographics2022

    • 著者名/発表者名
      Kinoshita Kazuaki、Hananouchi Takehito、Fukuda Masayuki、Kitagawa Mai、Hirata Mika
    • 雑誌名

      Fortune Journal of Health Sciences

      巻: 05 号: 04 ページ: 588-595

    • DOI

      10.26502/fjhs.088

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Comparison of Labrum Resistance Force while Pull-Probing In Vivo and Cadaveric Hips2021

    • 著者名/発表者名
      Hananouchi Takehito、Uchida Soshi、Hashimoto Yusuke、Noboru Funakoshi、Aoki Stephen K.
    • 雑誌名

      Biomimetics

      巻: 6 号: 2 ページ: 35-35

    • DOI

      10.3390/biomimetics6020035

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] The Resistance Force of the Anterior Cruciate Ligament during Pull Probing Is Related to the Mechanical Property2021

    • 著者名/発表者名
      Hananouchi Takehito、Suzuki Tomoyuki、Dorthe Erik W.、Du Jiang、D’Lima Darryl D.
    • 雑誌名

      Bioengineering

      巻: 9 号: 1 ページ: 4-4

    • DOI

      10.3390/bioengineering9010004

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] A Useful Combination of Quantitative Ultrashort Echo Time MR Imaging and a Probing Device for Biomechanical Evaluation of Articular Cartilage2021

    • 著者名/発表者名
      Hananouchi T, Chen Y, Jerban S, Teramoto M, Ma Y, Dorthe EW, Chang EY, Du J, D'Lima DD
    • 雑誌名

      Biosensors (Basel) .

      巻: 11(2) 号: 2 ページ: 1-13

    • DOI

      10.3390/bios11020052

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 3Dバイオプリンタ―でつなぐ関節治療の再生医工学研究と関節鏡手術シミュレータ研究の融合2021

    • 著者名/発表者名
      花之内 健仁、澤井 猛、内田 宗志、大槻 周平、森山 博由、森山 麻里子
    • 雑誌名

      大阪産業大学論集 自然科学編

      巻: 131号 ページ: 39-46

    • NAID

      120007170527

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sclerotic lesions of the femoral head-neck junction for diagnosis of femoroacetabular impingement2020

    • 著者名/発表者名
      Hananouchi T, Aoki SK.
    • 雑誌名

      J Orthop Surg (Hong Kong) .

      巻: 28(2) 号: 2 ページ: 1-5

    • DOI

      10.1177/2309499020924161

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] A Probing Device for Quantitatively Measuring the Mechanical Properties of Soft Tissues during Arthroscopy2020

    • 著者名/発表者名
      Hananouchi T
    • 雑誌名

      J Vis Exp

      巻: 159 号: 159 ページ: 1-8

    • DOI

      10.3791/60722

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Inclusion of the Acetabular Labrum Reduces Simulated Range of Motion of the Hip Compared With Bone Contact Models2020

    • 著者名/発表者名
      Atkins PR, Hananouchi T, Anderson AE, Aoki SK.
    • 雑誌名

      Arthrosc Sports Med Rehabil .

      巻: 2(6) 号: 6 ページ: e779-e787

    • DOI

      10.1016/j.asmr.2020.07.014

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Feasibility of a self‐assembling peptide hydrogel scaffold for meniscal defect: An in vivo study in a rabbit model2020

    • 著者名/発表者名
      Okuno Nobuhiro、Otsuki Shuhei、Aoyama Jo、Nakagawa Kosuke、Murakami Tomohiko、Ikeda Kuniaki、Hirose Yoshinobu、Wakama Hitoshi、Okayoshi Tomohiro、Okamoto Yoshinori、Hirano Yoshiaki、Neo Masashi
    • 雑誌名

      Journal of Orthopaedic Research

      巻: 39 号: 1 ページ: 165-176

    • DOI

      10.1002/jor.24841

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 一都道府県のジュニア体操競技選手権大会における疼痛発生調査2020

    • 著者名/発表者名
      木下和昭、西澤勇一郎
    • 雑誌名

      日本臨床スポーツ医学会誌

      巻: 28(2) ページ: 298-306

    • NAID

      40022253297

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] How Useful Is the Flexion-Adduction-Internal Rotation Test for Diagnosing Femoroacetabular Impingement: A Systematic Review.2020

    • 著者名/発表者名
      15.Shanmugaraj A, Shell JR, DuongA, Simunovic N, Horner NS, Uchida S, Ayeni O
    • 雑誌名

      Clin J Sport Med.

      巻: 30(1) 号: 1 ページ: 76-82

    • DOI

      10.1097/jsm.0000000000000575

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Quantitative evaluation of capsular and labral resistances in the hip joint using a probing device.2019

    • 著者名/発表者名
      Hananouchi T and Aoki SK
    • 雑誌名

      Biomed Mater Eng.

      巻: 30(3) 号: 3 ページ: 333-340

    • DOI

      10.3233/bme-191056

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Japanese version of the international PROMs "Vail Hip Score": Reliability, validity, and responsiveness according to the COSMIN checklist.2019

    • 著者名/発表者名
      Watanabe N, Murakami S, Uchida S, Tateishi S, Ohara H, Yamamoto Y, Kojima T
    • 雑誌名

      J Orthop Sci.

      巻: May;24(3) 号: 3 ページ: 447-451

    • DOI

      10.1016/j.jos.2018.10.013

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Higher risk of cam regrowth in adolescents undergoing arthroscopic femoroacetabular impingement correction: a retrospective comparison of 33 adolescent and 74 adults.2019

    • 著者名/発表者名
      Arashi T, Murata Y, Utsunomiya H, Kanezaki S, Suzuki H, Sakai A, Uchida S
    • 雑誌名

      Acta Orthop

      巻: 90(6) 号: 6 ページ: 547-553

    • DOI

      10.1080/17453674.2019.1678091

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Hybrid high tibial osteotomy is superior to medial opening high tibial osteotomy for the treatment of varus knee with patellofemoral osteoarthritis.2019

    • 著者名/発表者名
      Otsuki S, Murakami T, Okamoto Y, Nakagawa K, Okuno N, Wakama H, Neo M.
    • 雑誌名

      Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc.

      巻: 27(4) 号: 4 ページ: 1332-1338

    • DOI

      10.1007/s00167-018-5015-2

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Evaluation of Meniscal Regeneration in a Mini Pig Model Treated With a Novel Polyglycolic Acid Meniscal Scaffold.2019

    • 著者名/発表者名
      Otsuki S, Nakagawa K, Murakami T, Sezaki S, Sato H, Suzuki M, Okuno N, Wakama H, Kaihatsu K, Neo M.
    • 雑誌名

      Am J Sports Med.

      巻: 47(8) 号: 8 ページ: 1804-1815

    • DOI

      10.1177/0363546519850578

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Medial meniscal extrusion and spontaneous osteonecrosis of the knee.2019

    • 著者名/発表者名
      Oda S, Fujita A, Moriuchi H, Okamoto Y, Otsuki S, Neo M.
    • 雑誌名

      J Orthop Sci.

      巻: 24(5) 号: 5 ページ: 867-872

    • DOI

      10.1016/j.jos.2019.02.001

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 肩肘障害を発症する小学野球選手の肩関節可動域の特徴~一年間の縦断的検討~.2019

    • 著者名/発表者名
      木下和昭、中川泰彰、向井章悟、伊藤盛春、井上直人、橋本雅至、大槻伸吾.
    • 雑誌名

      日本臨床スポーツ医学会誌

      巻: 27(2) ページ: 273-278

    • NAID

      40021914125

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 人工膝関節全置換術後早期のTimed up and go testの改善に関係する因子2019

    • 著者名/発表者名
      木下和昭、橋本雅至、大八木博貴、石田一成、柴沼均、来田宣幸.
    • 雑誌名

      理学療法科学

      巻: 34(5) ページ: 553-557

    • NAID

      130007734495

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 高校男子サッカー選手における体幹筋機能と競技パフォーマンスとの関係性.2019

    • 著者名/発表者名
      新谷健、橋本雅至、田頭悟志、福本貴典、高嶋厚史、木下和昭、大槻伸吾.
    • 雑誌名

      日本臨床スポーツ医学会誌

      巻: 27(1) ページ: 20-26

    • NAID

      40021800448

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A vertical load applied towards the trunk unilaterally increases the bilateral abdominal muscle activities2019

    • 著者名/発表者名
      Kinoshita K, et al
    • 雑誌名

      J Phys Ther Sci

      巻: 31 号: 3 ページ: 273-276

    • DOI

      10.1589/jpts.31.273

    • NAID

      130007615585

    • ISSN
      0915-5287, 2187-5626
    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Hip Arthroscopic Management Can Improve Osteitis Pubis and Bone Marrow Edema in Competitive Soccer Players With Femoroacetabular Impingement.2019

    • 著者名/発表者名
      Saito M, Utsunomiya H, Hatakeyama A, Nakashima H, Nishimura H, Matsuda DK, Sakai A, Uchida S.
    • 雑誌名

      Am J Sports Med.

      巻: 47(2) 号: 2 ページ: 408-419

    • DOI

      10.1177/0363546518819099

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 股関節新規治療ターゲットに対する力学センサ・VR・医療画像を利用した診断複合システムの確立2023

    • 著者名/発表者名
      花之内健仁
    • 学会等名
      第67回システム制御情報学会研究発表講演会(SCI '23)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 関節外科医による医工連携とキャリアデザイン2023

    • 著者名/発表者名
      花之内健仁
    • 学会等名
      第22回OHMU50研究会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 医用画像と新規センサ機器を用いた関節軟部組織のバイオメカニクス2022

    • 著者名/発表者名
      花之内健仁
    • 学会等名
      2022年度 日本機械学会 第 34 回バイオエンジニアリング講演会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 関節外科領域に関連する“足と歩行”の医工連携2022

    • 著者名/発表者名
      花之内健仁
    • 学会等名
      第61回日本生体医工学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Challenges and Opportunities in Social Media for the Medical Practitioner (a Japanese Perspective)2021

    • 著者名/発表者名
      Hananouchi T
    • 学会等名
      ISHA Virtual Education Programme
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 変形性膝関節症に対する治療の最前線 ー保存治療から手術まで2020

    • 著者名/発表者名
      大槻周平
    • 学会等名
      第7回整形外科疾患講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Probing Device for in-situ Mechanical Property Evaluation of Cartilage Tissue2019

    • 著者名/発表者名
      Hananouchi T, Dorthe E , Chen Y, Du J , D’Lima DD
    • 学会等名
      JOSKAS (Japanese Orthopaedic Society of Knee Arthroscopy and Sports Medicine
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Hip Dysplasia2019

    • 著者名/発表者名
      Uchida S
    • 学会等名
      Asian Pacific Orthopaedic Association Sports Meeting
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Live surgery of hip arthroscopic labral repair and capsular plication in the setting of borderline hip dysplasia.2019

    • 著者名/発表者名
      Uchida S
    • 学会等名
      67th continuing Orthopaedic education (COE) Indonesia Orthopaedic Association.
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Managing Difficult Cases: Innovations and Evidence in Hip Arthroscopy2019

    • 著者名/発表者名
      Uchida S
    • 学会等名
      11th Biennial meeting of ISAKOS, Instructional course lecture
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 新規半月板scaffoldの開発と再生治療の可能性―ブタを用いた検討―2019

    • 著者名/発表者名
      大槻周平、中川浩輔、瀬崎峻輔、奥野修大、池田邦明、村上友彦、若間仁司、岡吉倫弘、根尾昌志
    • 学会等名
      第92回日本整形外科学会学術総会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 膝伸展制限はOWHTO術後の膝蓋大腿関節の軟骨変性を促進させる2019

    • 著者名/発表者名
      大槻 周平、中川 浩輔、奥野 修大、岡本 純典、若間 仁司、池田 邦明、岡吉 倫宏、根尾 昌志
    • 学会等名
      第11回日本関節鏡・膝・スポーツ整形外科学会学術集会(JOSKAS)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 生体置換型半月板 scaffold の開発とブタへの移植研究2019

    • 著者名/発表者名
      大槻 周平ら
    • 学会等名
      第18回日本再生医療学会総会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 人工膝全置換術を施行された変形性膝関節症患者における足趾変形病変調査2019

    • 著者名/発表者名
      花之内 健仁ら
    • 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
  • [図書] バイオプリンティングの技術と市場 (応用編第3章第3章 関節外科治療におけるバイオプリンティング技術への期待)2022

    • 著者名/発表者名
      花之内健仁(分担執筆) 監修:境慎司
    • 総ページ数
      206
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • ISBN
      9784781316802
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [図書] 膝関節靭帯損傷の特徴と病態を理解する2020

    • 著者名/発表者名
      木下和昭、西澤勇一郎
    • 総ページ数
      214
    • 出版者
      文光堂
    • ISBN
      9784830645884
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2019-02-12   更新日: 2025-01-30  

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