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膝十字靭帯再建術でのドリル孔の至適方向を検討する為に、まず数学モデルを用いての理論的な解析を行なった。(方法)1。膝関節運動のモデル化;まず膝関節のCT撮影による断面撮影により、大腿骨および脛骨の骨の形状を計測し、さらにこの形状データーをコンピューターで3次元的に再構築した。膝関節運動と、十字靭帯の動きのモデル化の為には、交差4棒リンク機構を応用した。2。移植靭帯のモデル化と移植靭帯に生じる変形量の定式化;移植靭帯に関しては自家膝蓋腱による再建術に準じてモデル化を行なった。移植靭帯は厚みを無視した短冊状に規定し、膝関節運動によりドリル孔出口で生じる曲げ変形、伸びひずみ変形を先のコンピューターモデルから作製した理論的な評価式より算出した。(結果)十字靭帯再建後、移植靭帯に生じる曲げ変形は骨孔の作製方向により著明に変化することが判明した。またこの曲げ変形は膝関節の屈伸に伴っても大きく変化する事がわかった。具体的に移植靭帯に生じる曲げ変形および伸びひずみ変形を最小にする為には、大腿骨側はアイソメトリック点と呼ばれるポイントから前方へ23°、外側へ20°傾けた方向であり、この方向に骨孔が作製された時の曲げ変形は58°である。また脛骨側について同様の解析を行なうと、脛骨側での至適骨孔方向は前方へ50°、内側へ24°の方向であり、この時の最大曲げ変形は18°であった。十字靭帯再建術の臨床応用を考えると、これらの骨孔作製方向は従来の骨孔作製方向とは大きく異なっており、移植靭帯の至適走行性の為、ドリル方向を変更する必要がある事がわかった。平成6年度は屍膝を用いた実験による理論の裏付けと、動物実験による解析を行なう予定である。
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