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個別的な変形性膝関節症予防に繋げるウェアラブルセンサーでの半月板ストレス検出

研究課題

研究課題/領域番号 21K21218
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分基金
審査区分 0909:スポーツ科学、体育、健康科学およびその関連分野
研究機関広島大学

研究代表者

石井 陽介  広島大学, 医系科学研究科(保), 助教 (70908227)

研究期間 (年度) 2021-08-30 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード半月板逸脱 / 変形性膝関節症 / 動態解析 / 歩行 / 動的超音波 / 超音波エコー / ウェアラブルセンサー
研究開始時の研究の概要

本研究では超音波エコーと簡易センサーを使用し、変形性膝関節症者における歩行中の半月板逸脱動態パターンに基づく力学的特徴を調査する。そして半月板動態の特徴を簡易センサーで可視化することで、場所を問わず半月板への力学的ストレスを検出することを目的としている。そしてこの研究は、一般診療現場を含めた様々な環境下でも、初期の半月板逸脱者の異常を把握し、早期からの予防介入に繋げる取り組みになる。

研究成果の概要

変形性膝関節症者における歩行中に生じる半月板の逸脱挙動は、健常者と比較し増悪しており、また多彩な動態を有していた。さらに、この挙動に関連する力学因子は、逸脱動態ごとで異なっていた。これらが関節進行に寄与する力学因子であったことからも、半月板の逸脱動態は、個別的な力学病態を説明する可能性が示唆された。
また逸脱動態に関与する力学因子は、ウェラブルセンサーから得られる加速度・角速度値とそれぞれ関連していた。したがって、個別半月板ストレスはウェラブルセンサーで簡易可視化でき、早期から異常力学病態を検出し、進行予防に寄与する臨床的に重要な知見を得た。

研究成果の学術的意義や社会的意義

半月板の動態分類で個別的な運動力学的ストレスを同定し、そしてウェラブルセンサーを用いた簡易ストレス可視化は、変形性膝関節症(膝OA)の早期段階から異常な力学病態の検出を可能とし、本分野の予防知見に大きく貢献したと考えらえる。また同じ膝OA症例内でも半月板逸脱の力学的な進行機序が異なる知見は、膝OA患者への進行予防に向けた適切な治療介入に導き、結果として病態悪化に伴う医療・介護費の抑制に繋がるなど、大きな社会的意義があると考える。

報告書

(3件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2023 2022 2021 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] The Effect of Gait Modification on the Response of Medial Meniscus Extrusion During Gait in Patients with Knee Osteoarthritis2023

    • 著者名/発表者名
      Saeko Okamoto, Yosuke Ishii, Masakazu Ishikawa, Yuko Nakashima, Goki Kamei, Yoshitaka Iwamoto, Takato Hashizume, Kaoru Okada, Kazuya Takagi, Makoto Takahashi, Nobuo Adachi
    • 雑誌名

      Gait & Posture

      巻: - ページ: 180-185

    • DOI

      10.1016/j.gaitpost.2023.03.017

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The Effect of Lateral Wedge Insole on Gait Variability Assessed Using Wearable Sensors in Patients with Medial Compartment Knee Osteoarthritis2023

    • 著者名/発表者名
      Ishii Yosuke、Ishikawa Masakazu、Kurumadani Hiroshi、Sunagawa Toru、Date Shota、Takahashi Makoto、Iwamoto Yoshitaka、Adachi Nobuo
    • 雑誌名

      Journal of Healthcare Engineering

      巻: 2023 号: 1 ページ: 1-7

    • DOI

      10.1155/2023/6172812

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Knee adduction moment is correlated with the increase in medial meniscus extrusion by dynamic ultrasound in knee osteoarthritis2022

    • 著者名/発表者名
      Yosuke Ishii, Masakazu Ishikawa, Yuko Nakashima, Makoto Takahashi, Yoshitaka Iwamoto, Takato Hashizume, Saeko Okamoto, Toru Sunagawa, Kaoru Okada, Kazuya Takagi, Nobuo Adachi
    • 雑誌名

      The Knee

      巻: 38 ページ: 82-90

    • DOI

      10.1016/j.knee.2022.07.011

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 高位脛骨骨切り術は歩行中の内側半月板逸脱の挙動を改善させる2022

    • 著者名/発表者名
      石井 陽介, 石川 正和, 中島 祐子, 亀井 剛器, 岩本 義孝, 橋爪 孝和, 岡本 冴子, 高橋 真, 安達 伸生
    • 学会等名
      日本関節鏡・膝・スポーツ整形外科学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 動態を読み解く、歩行中に生じる半月板逸脱への介入戦略2022

    • 著者名/発表者名
      石井 陽介
    • 学会等名
      第33回日本整形外科超音波学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 膝関節構造体の”動きを診る” 動態解析から紐解く病態理解と理学療法の治療展開2022

    • 著者名/発表者名
      石井 陽介
    • 学会等名
      第10回運動器理学療法学会学術大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 動態を読み解く、歩行中に生じる半月板逸脱への介入戦略2022

    • 著者名/発表者名
      石井陽介
    • 学会等名
      第33回日本整形外科超音波学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 内側型変形性膝関節症患者における歩行中の内側半月板逸脱増加は膝関節内反モーメントと関係する2021

    • 著者名/発表者名
      石井陽介
    • 学会等名
      第13回日本関節鏡・膝・スポーツ整形外科学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [備考] 変形性膝関節症の力学的な病態解明に迫る!内側半月板が逸脱する歩行中の力を解明

    • URL

      https://www.hiroshima-u.ac.jp/news/72755

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

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公開日: 2021-10-22   更新日: 2024-01-30  

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