• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2015 年度 実施状況報告書

吸収性スクリューによる頚椎椎間関節固定術の生体力学的研究

研究課題

研究課題/領域番号 15K10376
研究機関日本医科大学

研究代表者

金 景成  日本医科大学, 医学部, 助教 (30339387)

研究分担者 吉田 大蔵  日本医科大学, 医学部, 准教授 (30210701)
中嶋 隆夫  日本医科大学, 医学部, 助教 (30267190)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード頸椎 / 有限要素法 / 固定術 / 吸収性スクリュー
研究実績の概要

高齢化社会に伴い、ますます増加する脊椎手術において、固定術には高価な金属製インプラントが用いられる。しかし医療経済の問題を含め、放射線撮影時のアーチファクトなど様々な問題を含んでいる。一方、吸収性スクリューは安価であり、金属製インプラントにみられる様々な問題点も解決できる可能性がある。我々は、吸収性スクリューを頸椎固定術に応用し、良好な手術成績を報告してきた。特に頸椎椎間関節固定術へ吸収性スクリューを用いることで、安価なスクリュー単独で頸椎固定術を行うことができ、その利点について報告している。しかし、金属製インプラントと比較し剛性が劣る吸収性スクリューの頸椎疾患への応用に関しては、生体力学的な観点からの研究はなされていないのが現状である。そこで我々は、コンピューターによるシミュレーションにより頚椎後方固定術に吸収性スクリューを用いることによる問題点を明らかにすることで、頸椎手術に新たな選択肢が提示できる可能性があると考え、本研究を行っている。
本研究を行うためにはまず、健常のヒト頚椎のCT情報をもとにコンピューター上で有限要素法を用いて頸椎動態モデルを作成する必要がある。しかし、ヒトの頸椎運動を詳細に再現するようなヒト頸椎の動態モデルを有限要素法を用いて作成することは難しく、過去の報告でも数編にみられる程度である。我々は現在、ヒト頸椎CT情報をもとに、詳細な動態モデル作成に取り組んでいる。

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

前述のように、本研究を行うためにはまず、健常のヒト頚椎のCT情報をもとにコンピューター上で有限要素法を用いて頸椎動態モデルを作成する必要がある。しかし、ヒトの頸椎運動を詳細に再現するようなヒト頸椎の動態モデルを有限要素法を用いて作成することは難しく、過去の報告でも数編にみられる程度である。
我々は、ヒト頸椎CT情報をもとに有限要素法を用いて、頸椎の骨性モデルの作成に成功した。加えて、椎間板を作成して簡易的な動態モデルを作成し、更に、前縦靭帯や後縦靭帯、棘上靭帯や棘間靭帯などを作成することができた。
しかし、複雑な形状である椎間関節や関節包、付着が3次元的で複雑な形状である黄色靭帯のモデル作成に難渋した。コンピューターCGを作成するソフトを用いてそれら靭帯を作成することも試みたが、詳細な再現には至らなかった。様々な情報や工夫に加え、使用している有限要素法のソフトのバージョンアップを幸い迎え、椎間関節や黄色靭帯作成に有効であるソフトの使用が可能となり、現在これら作成の見通しがついた。予定よりやや遅延したが梅雨に入る頃までには頸椎動態モデルを完成させ、有限要素法を用いたヒト頸椎動態モデルの解析が行っていける見込みとなった。解析については、まずは金属製スクリューを頸椎へ挿入した場合を想定したモデルを作成して生体力学的に解析した後に、同様の方法で吸収性スクリューを挿入した場合を想定したモデルを作成して生体力学的な解析を行っていく。

今後の研究の推進方策

健常のヒト頚椎のCT情報をもとにコンピューター上で有限要素法を用いて詳細な頸椎動態モデルが作成できると、その後は様々な解析を行うことが可能となる。まずは頸椎後方固定術において、頸椎椎間関節固定術に金属製スクリューを用いることによる詳細な生体力学的な解析を行った上で、同様の条件下に吸収性スクリューを用いて解析を行い、本手術における吸収性スクリューを用いることによる問題点を明らかにする予定である。その際、使用するスクリュー径についても解析し、必要となる強度を明らかにする予定である。その結果をもとに、椎弓ワイヤリングなどの簡易的な固定術を吸収性スクリューによる固定術へ併用することによって、どの程度の固定力が得られるのかを、解析する。
以上の結果をもとに、病的環境下での検討を行うため、頸椎滑り症モデルや不安定性を有するモデルを作成し、同様に解析を行っていく予定である。
また、上記の結果を実際の手術へ応用すべく手術を行い、臨床成績についても検討していく予定である。

次年度使用額が生じた理由

前述のように、健常のヒト頚椎のCT情報をもとにコンピューター上で有限要素法を用いて詳細な頸椎動態モデルを作成することが遅延したためである。

次年度使用額の使用計画

遅延した計画を平成28年度に行っていくため、予定に従って使用してく予定である。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件) 図書 (3件)

  • [雑誌論文] Decompression of the gluteus medius muscle as a new treatment for buttock pain: technical note.2016

    • 著者名/発表者名
      Kim K, Isu T, Chiba Y, Iwamoto N, Morimoto D, Isobe M
    • 雑誌名

      Eur Spine J.

      巻: 25 ページ: 1282-1288

    • DOI

      10.1007/s00586-016-4440-5

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Low back pain due to superior cluneal nerve entrapment neuropathy in patients with Parkinson's disease2016

    • 著者名/発表者名
      Iwamoto N, Isu T, Kim K, Chiba Y, Kokubo R, Morimoto D, Shirai S, Yamazaki K, Isobe M.
    • 雑誌名

      World Neurosurg

      巻: 87 ページ: 250-254

    • DOI

      10.1016/j.wneu.2015.11.043

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Repetitive Plantar Flexion Test as an Adjunct Tool for the Diagnosis of Common Peroneal Nerve Entrapment Neuropathy.2016

    • 著者名/発表者名
      Iwamoto N, Kim K, Isu T, Chiba Y, Morimoto D, Isobe M
    • 雑誌名

      World Neurosurg

      巻: 86 ページ: 484-489

    • DOI

      10.1016/j.wneu.2015.09.080.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Association between intermittent low-back pain and superior cluneal nerve entrapment neuropathy.2015

    • 著者名/発表者名
      Chiba Y, Isu T, Kim K, Iwamoto N, Morimoto D, Yamazaki K, Hokari M, Isobe M, Kusano M.
    • 雑誌名

      J Neurosurg Spine

      巻: 13 ページ: 1-5

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Microsurgical Decompression for Peroneal Nerve Entrapment Neuropathy.2015

    • 著者名/発表者名
      Morimoto D, Isu T, Kim K, Sugawara A, Yamazaki K, Chiba Y, Iwamoto N, Isobe M, Morita A.
    • 雑誌名

      Neurol Med Chir (Tokyo).

      巻: 55 ページ: 6690673

    • DOI

      10.2176/nmc.oa.2014-0454

    • 査読あり
  • [学会発表] Small but important basic tips for treatment of degenerative spinal disease2015

    • 著者名/発表者名
      Kim K, Isu T, Morimoto D, Kokubo R, Iwamoto N, Kobayashi S, Morita A
    • 学会等名
      4th Nepal-Japan Neurosurgical Conference
    • 発表場所
      Nepal
    • 年月日
      2015-10-30 – 2015-10-31
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 難治性殿部痛に対する中殿筋除圧術2015

    • 著者名/発表者名
      金景成、井須豊彦、岩本直高、山内朋裕、森本大二郎、國保倫子、小林士郎、森田明夫
    • 学会等名
      第74回日本脳神経外科学会学術総会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2015-10-14 – 2015-10-16
  • [学会発表] 試験的負荷試験を診断の補助として用いた腓骨神経障害の1例2015

    • 著者名/発表者名
      金景成、國保倫子、井須豊彦、森本大二郎、岩本直高、千葉泰弘、小林士郎、森田明夫
    • 学会等名
      第26回日本末梢神経学会学術総会
    • 発表場所
      松本
    • 年月日
      2015-09-18 – 2015-09-19
  • [学会発表] 腰椎変性すべりを伴う腰下肢痛への新たな治療戦略2015

    • 著者名/発表者名
      金景成、井須豊彦、岩本直高、千葉泰弘、國保倫子、森本大二郎、菅原淳、小林士郎、森田明夫
    • 学会等名
      第30回日本脊髄外科学会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2015-06-25 – 2015-06-26
  • [学会発表] Strategy for low back pain and lower limb pain treatment with lumbar degenerative spondylolisthesis.2015

    • 著者名/発表者名
      Kim K, Isu T, Kokubo R, Morimoto D, Kobayashi S, Morita A.
    • 学会等名
      AACNS 2015,
    • 発表場所
      Korea
    • 年月日
      2015-04-15 – 2015-04-18
    • 国際学会
  • [図書] 神経疾患の最新の治療2015-20172015

    • 著者名/発表者名
      金景成、井須豊彦
    • 総ページ数
      250(177-180)
    • 出版者
      南江堂
  • [図書] 新NS Now No.22015

    • 著者名/発表者名
      金景成、井須豊彦
    • 総ページ数
      250(150-159)
    • 出版者
      メジカルビュー
  • [図書] 触れてわかる腰痛診療2015

    • 著者名/発表者名
      井須豊彦、金景成
    • 総ページ数
      250
    • 出版者
      中外医学社

URL: 

公開日: 2017-01-06  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi