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膝関節の個別化筋骨格モデルに基づいた定型化筋骨格モデルの構築

研究課題

研究課題/領域番号 23K16595
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分59010:リハビリテーション科学関連
研究機関関西医科大学

研究代表者

山縣 桃子  関西医科大学, リハビリテーション学部, 助教 (50848223)

研究期間 (年度) 2023-04-01 – 2026-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2025年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2024年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2023年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード筋骨格モデル / 変形性膝関節症
研究開始時の研究の概要

膝関節にかかる力学的な負荷は変形性膝関節症(膝OA)の発症や進行に関与する。本研究は、患者個別の筋骨格モデルを新たに構築することで、膝OAの発症や進行を高精度で予想する力学的指標を確立することを目的としている。また患者個別の筋骨格モデルを基に、特徴の類似した患者ごとにいくつかの定型化筋骨格モデルを構築することで、高精度な力学的指標を簡単に評価する方法を確立することも目指している。
本研究が進捗することで、特別な設備のない臨床現場や地域でも高精度な力学的指標を評価できるようになり、今後効果的な治療法の確立や膝OA発症・進行予防に向けた重要な情報を得ることができる。

研究実績の概要

変形性膝関節症(膝OA)は、膝関節に繰り返しかかる力学的な負荷によって増悪する疾患であり、歩行中の膝関節負荷を評価するために外部膝関節内反モーメント(KAM)が広く利用されてきた。一方、近年では筋骨格モデルによって膝関節の力学的負荷がより詳細に推定できるようになり、膝関節内側コンパートメントにかかる局所的な圧縮力やその圧分布が膝OAの症状を捉えられることが明らかになった。しかし、現在のモデルでは、筋動態特性など患者特有の身体構造学的な変化を考慮しておらず、骨変形の少ない早期OA患者から重度な患者まで、幅広い患者の症状や進行を高精度で予測することができなかった。そこで、本研究では筋動態特性を考慮した患者個別の筋骨格モデルを作成することで、将来のOA進行を予測するより良い指標を探索することを目的とした。
2023年度は、ベースライン計測として、健常高齢者や各重症度の膝OA患者における大腿部および膝関節のMRIを撮像し、筋萎縮などの画像情報を取得した。さらに、三次元動作解析装置や表面筋電図などを用いて歩行中の運動学・運動力学データを取得し、歩行中に膝関節にかかる力学的負荷や膝関節周囲の筋動態特性を計測した。
現在、上記のデータの解析を継続しており、今後、縦断的な変化を調査するためにフォローアップ調査を実施する予定である。本研究によって、より高精度で将来のOA進行を予測できる指標が明らかになった場合、効果的な治療法の確立や膝OA発症・進行予防に向けた重要な情報を得ることができると考える。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

当初の計画では、年度内にベースライン時のデータ解析を完了する予定だった。しかし、現状では解析が完了していない状況にあるため、区分は「やや遅れている」を選択した。

今後の研究の推進方策

今年度計画していたベースライン時のデータ解析を早急に完了し、より精度の良い筋骨格モデルの構築を進めている予定である。

報告書

(1件)
  • 2023 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2023-04-13   更新日: 2024-12-25  

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