人工肩関節置換術の術後可動域改善のために ー超音波エラストグラフィを用いた研究―

• 研究課題/領域番号: 20K11277
• 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: 東北大学
• 研究代表者: 山本 宣幸 東北大学, 医学系研究科, 准教授 (80375287)
• 研究分担者: 村木 孝行 東北大学, 大学病院, 理学療法士 (50404778) ; 井樋 栄二 東北大学, 医学系研究科, 名誉教授 (80193465)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2023-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2022年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2020年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
• キーワード: バイオメカニクス / 超音波エラストグラフィ / 反転型人工肩関節置換術 / 三角筋 / 反転型人工肩関節 / 人工肩関節 / 可動域

研究開始時の研究の概要

2014年より反転型人工肩関節が本邦でも使用できるようになり、その使用頻度は増加している。本邦で行われている人工肩関節置換術の9割が反転型である。単純X線でどの程度上腕骨を延長するかを計測することができる一方、三角筋の延長や緊張をどの程度にするか術前に決める方法はない。本研究ではひずみセンサーならびに超音波エラストグラフィを使用し三角筋の長さと緊張を新鮮遺体肩を用いて評価する方法を確立することを第一の目的とし、次に術後良好な可動域獲得のために適した至適な長さと緊張を求めることを調査することである。

研究成果の概要

新鮮遺体を用いた生体力学的研究では、三角筋の歪みと超音波エラストグラフィとの関係を調査した。その結果、三角筋の中部線維において、近位と遠位付着部の中央2分の1のレベルにプローブをあてて、肢位は肩関節下垂位にするのがいいことが分かった新鮮遺体肩で三角筋長を延長する装置を作製した。延長は5ミリ間隔で行うことができるようにした。三角筋のひずみは、マイクロひずみセンサー（DVRT）を用いて計測した。その結果、ランドマークとしてふさわしい解剖学的指標は、肩峰、烏口突起、肩甲棘であることが明らかになった。また計測肢位を様々とっても正しく位置や動作の計測を行うことができていることが確認
された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

近年、反転型人工肩関節置換術は本邦でも広く行われるようになってきている。その特徴は肩関節の回転中心を内側かつ遠位に変位させて、挙上を可能にする仕組みとなっている。しかし、どの程度、内側、遠位に変位させるかは術者によって異なっている。本研究によって、どの程度、遠位に変位させるかの指標となる数字が得られた。

研究成果

• [雑誌論文] The quantification of muscle activities during arm elevation following reverse shoulder arthroplasty or superior capsular reconstruction for irreparable rotator cuff tears using a positron emission tomography. (2023)
  • 著者名/発表者名: Shinagawa K, Hatta T, Watanuki S, Yamamoto N, Tashiro M, Itoi E.
  • 雑誌名: J Shoulder Elbow Surg. 巻: 32 号: 2 ページ: 392-400
  • DOI: 10.1016/j.jse.2022.08.020
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Current concepts in anterior glenohumeral instability: diagnosis and treatment. (2021)
  • 著者名/発表者名: Moya D, Aydin N, Yamamoto N, Simone JP, Robles PP, Tytherleigh-Strong G, Gobbato B, Kholinne E, Jeon IH.
  • 雑誌名: SICOT J. 巻: 7 ページ: 48-48
  • DOI: 10.1051/sicotj/2021048
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Evaluation and Management of Glenohumeral Instability With Associated Bone Loss: An Expert Consensus Statement Using the Modified Delphi Technique. (2021)
  • 著者名/発表者名: Rossi LA, Frank RM, Wilke D, Provencher CMT, Millet PJ, Romeo A, Walch G, Lo I, Yamamoto N, Bokor D, Di Giacomo G, Tokish J, Lech O, Itoi E, Garrigues G, Scheibel M, Boileau P, Calvo E, Arce G, Toro F, Sugaya H, Ranalletta M, Parada S, Savoie F, Verma NN, Chahla J.
  • 雑誌名: Arthroscopy. 巻: 37 ページ: 1719-1728
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Treatment of irreparable rotator cuff tears with superior capsular reconstruction. (2021)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto N, Itoi E.
  • 雑誌名: J Exp Orthop. 巻: 27 号: 1 ページ: 23-23
  • DOI: 10.1186/s40634-021-00342-1
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Changes in the shoulder muscle activities and glenohumeral motion after rotator cuff repair: an assessment using ultrasound real-time tissue elastography. (2021)
  • 著者名/発表者名: Ishikawa H, Muraki T, Morise S, Kurokawa D, Yamamoto N, Itoi E, Izumi SI.
  • 雑誌名: J Shoulder Elbow Surg. 巻: 30 号: 11 ページ: 2577-2586
  • DOI: 10.1016/j.jse.2021.04.013
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] 辺縁軌跡と中央軌跡Hill-Sachs損傷―軌跡内損傷を評価する際の新しい概念 (2021)
  • 著者名/発表者名: 山本宣幸
  • 雑誌名: 整形外科 巻: 72 ページ: 1017-1019
• [雑誌論文] Mechanism and patterns of bone loss in patients with anterior shoulder dislocation. (2020)
  • 著者名/発表者名: Etoh T, Yamamoto N, Shinagawa K, Hatta T, Itoi E.
  • 雑誌名: J Shoulder Elbow Surg. 巻: 29 号: 10 ページ: 1974-1980
  • DOI: 10.1016/j.jse.2020.03.022
  • 査読あり
• [雑誌論文] Downsizing effect of a modular radial head prosthesis on the lateral collateral ligament of the elbow: A cadaveric study (2020)
  • 著者名/発表者名: Hatta T, Shinagawa K, Kawakami J, Yamamoto N, Kitada M, Itoi E
  • 雑誌名: Clinical Biomechanics 巻: 80 ページ: 105140-105140
  • DOI: 10.1016/j.clinbiomech.2020.105140
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Influence of Pitch Velocity on Medial Elbow Pain and Medial Epicondyle Abnormality Among Youth Baseball Players. (2020)
  • 著者名/発表者名: Kurokawa D, Muraki T, Ishikawa H, Shinagawa K, Nagamoto H, Takahashi H, Yamamoto N, Tanaka M, Itoi E.
  • 雑誌名: Am J Sports Med. 巻: 48 号: 7 ページ: 1601-1607
  • DOI: 10.1177/0363546520914911
  • 査読あり
• [雑誌論文] Peripheral-Track and Central-Track Hill-Sachs Lesions: A New Concept of Assessing an On-Track Lesion. (2020)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto N, Shinagawa K, Hatta T, Itoi E.
  • 雑誌名: Am J Sports Med. 巻: 48 号: 1 ページ: 33-38
  • DOI: 10.1177/0363546519886319
  • NAID: 40022658536
  • 査読あり
• [学会発表] Overview of biomechanics research of the shoulder joint (2022)
  • 著者名/発表者名: Nobuyuki Yamamoto
  • 学会等名: Orthopaedic research and AO trauma
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 肩関節研究の現状と未来 (2022)
  • 著者名/発表者名: 山本宣幸
  • 学会等名: 山形整形外科研究会
  • 招待講演
• [学会発表] 修復可能な腱板断裂手術のバイオメカニクス (2022)
  • 著者名/発表者名: 山本宣幸
  • 学会等名: 第49回臨床バイオメカニクス学会
  • 招待講演
• [学会発表] 人工肩関節置換術の成績向上のためにーバイオメカニクスの視点から考えるー (2022)
  • 著者名/発表者名: 山本宣幸
  • 学会等名: 第1回Artificial Joint Seminar
  • 招待講演
• [学会発表] 肩関節のバイオメカニクス (2021)
  • 著者名/発表者名: 山本宣幸
  • 学会等名: 第48回日本臨床バイオメカニクス学会
  • 招待講演
• [学会発表] 鏡視下上方関節包再建術後の筋力はいつからどの程度回復するのか？ (2021)
  • 著者名/発表者名: 山本宣幸
  • 学会等名: 第48回日本肩関節学会
• [学会発表] Glenoid track and subcritical bone loss (2021)
  • 著者名/発表者名: 山本宣幸
  • 学会等名: Mexico shoulder conference
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Shoulder instability without bone loss (2021)
  • 著者名/発表者名: 山本宣幸
  • 学会等名: SICOT Specialty Day in Sports Surgery
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] On-track vs Off-track and How I apply it? (2021)
  • 著者名/発表者名: 山本宣幸
  • 学会等名: San Diego Shoulder Course
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 肩関節描出のカギ (2021)
  • 著者名/発表者名: 山本宣幸
  • 学会等名: 第94回日本超音波医学会
  • 招待講演
• [学会発表] My SCR and clinical results (2021)
  • 著者名/発表者名: 山本宣幸
  • 学会等名: 28th Annual International Congress of Korean Shoulder and Elbow Society
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] The concept of glenohumeral instability (2021)
  • 著者名/発表者名: 山本宣幸
  • 学会等名: APOA Hand & Upper limb society
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Mechanism of Bone Loss in Patients with Anterior Shoulder Dislocation (2020)
  • 著者名/発表者名: Nobuyuki Yamamoto
  • 学会等名: Japan Society of Arthroscopic, Knee and Sports Orthopedic Surgery
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 肩関節のバイオメカニクスー基本中の基本から最新情報までー (2020)
  • 著者名/発表者名: 山本宣幸
  • 学会等名: Japan Society of Arthroscopic, Knee and Sports Orthopedic Surgery
  • 招待講演
• [学会発表] ワイヤレス超音波の時代がやって来た―看護師、レントゲン技師、OT・PT、医師のための必要アイテム登場― (2020)
  • 著者名/発表者名: 山本宣幸
  • 学会等名: 第93回日本超音波医学会
  • 招待講演
• [学会発表] Biomechanics of Shoulder Instability, Critical Defect and On/Off Track (2020)
  • 著者名/発表者名: Nobuyuki Yamamoto
  • 学会等名: SICOT-SLAHOC shoulder instability
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Arthroscopic superior capsular reconstruction: Tips and tricks (2020)
  • 著者名/発表者名: Nobuyuki Yamamoto
  • 学会等名: Indian Arthroscopy Association Live webinar
  • 国際学会 / 招待講演
• [図書] Shoulderology: Searching for “Whys” Related to the Shoulder (2023)
  • 著者名/発表者名: 井樋栄二
  • 総ページ数: 248
  • 出版者: Springer
  • ISBN: 9789819903443
• [図書] レジデントノート増刊 今こそ学び直す生理学・解剖学 (2021)
  • 著者名/発表者名: 山本宣幸
  • 総ページ数: 263
  • 出版者: 羊土社
  • ISBN: 9784758116664
• [図書] 今日の整形外科治療指針 第８版 (2021)
  • 著者名/発表者名: 山本宣幸
  • 総ページ数: 964
  • 出版者: 医学書院
  • ISBN: 9784260042604
• [図書] 長引く肩痛の患者が外来に来たら ―専門医はこう診て、こう治す― (2020)
  • 著者名/発表者名: 山本宣幸
  • 総ページ数: 193
  • 出版者: 日本医事新報社
  • ISBN: 9784784958702