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2018 年度 実績報告書

医用イメージング技術に基づく骨強度および整形外科インプラント設置強度評価系の確立

研究課題

研究課題/領域番号 16H03174
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

名倉 武雄  慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 特任准教授 (90306746)

研究分担者 石井 賢  慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 特任教授 (00276289)
陣崎 雅弘  慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 教授 (80216259)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード共振周波数解析 / インプラント設置強度評価 / 引き抜き力 / 埋入トルク / 脊椎外科
研究実績の概要

本研究では実験用イメージング画像(μCT)において解析可能である骨梁構造データを、医用イメージング画像(MDCT)から評価可能とする計測系を確立する。これにより現在臨床において主流となっている骨密度評価法(DEXA)に代わる、新たな骨密度・骨強度評価方法を確立する。さらに、本手法により得られた骨密度・骨強度と整形外科インプラントの設置強度の関係を調べることで、医用画像よりインプラント設置強度を予測する手法を開発する。また歯科におけるインプラント設置強度評価法を応用することで、手術中にインプラント強度を評価できる計測手法を確立する。
平成28-29年度は、μCT画像およびMDCT画像からのインプラント設置強度予測を可能とし、また新たな術中インプラント設置強度評価法であるレーザー共振周波数解析の基礎実験を行った。
平成30年度は、いままでの模擬骨および屍体骨を使用した実験から得られた設置強度予測プロトコルをマウントした脊椎術前手術計画ソフトウェアの開発を主に行った。同開発は既に医療用画像解析ソフトウェア開発を行っていた企業と共同開発を行い、平成30年度末の時点で正式リリース前段階にまで到達した。当ソフトウェアは国内だけでなく海外での展開も行う予定である。また、レーザー共振周波数解析装置のプロトタイプの開発を目指し、筐体の小型化、耐振動能の付加、低価格化を行いかつ、レーザー発信装置からのレーザー誘導を光ファイバーにて行う実験を行った。
これらの研究成果をまとめた英文論文2本の執筆および出版を達成した。今後の方向性として、実機の開発をスムーズに行う為に知的財産の医療機器メーカーへの導出を目指す予定である。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (6件)

  • [雑誌論文] Quantitative CT-based bone strength parameters for the prediction of novel spinal implant stability using resonance frequency analysis: a cadaveric study involving experimental micro-CT and clinical multislice CT.2019

    • 著者名/発表者名
      Nakashima Daisuke, Ishii Ken, Nishiwaki Yuji, Kawana Hiromasa, Jinzaki Masahiro, Matsumoto Morio, Nakamura Masaya, Nagura Takeo.
    • 雑誌名

      European Radiology Experimental

      巻: Jan 22;3(1):1 ページ: -

    • DOI

      10.1186/s41747-018-0080-3.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A study on the use of the Osstell apparatus to evaluate pedicle screw stability: An in-vitro study using micro-CT.2018

    • 著者名/発表者名
      Nakashima Daisuke, Ishii Ken, Matsumoto Morio, Nakamura Masaya, Nagura Takeo
    • 雑誌名

      PLoS One

      巻: Jun 28;13(6) :e0199362 ページ: -

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0199362. eCollection 2018.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] レーザー共振周波数解析を用いた非侵襲的椎弓根スクリュー設置強度評価法の開発:新鮮屍体研究.2018

    • 著者名/発表者名
      中島大輔,三上勝大,菊池駿介,北村俊幸,長谷川登,岡田大,近藤修司,錦野将元,島田義則,名倉武雄,松本守雄,中村雅也
    • 学会等名
      第21回日本低侵襲脊椎外科学会
  • [学会発表] レーザー共振周波数解析による新しい非侵襲的椎弓根スクリュー設置強度評価法の開発:新鮮屍体研究2018

    • 著者名/発表者名
      中島大輔,菊池駿介,三上勝大,北村俊幸,長谷川登,岡田大,近藤修司,錦野将元,名倉武雄,松本守雄,中村雅也
    • 学会等名
      第33回日本整形外科学会基礎学術集会
  • [学会発表] レーザー共振周波数解析による人工股関節カップ固定強度の評価2018

    • 著者名/発表者名
      菊池駿介,中島大輔,三上勝大,北村俊幸,長谷川登,錦野将元,西脇徹,金治有彦,松本守雄,中村雅也,名倉武雄
    • 学会等名
      第33回日本整形外科学会基礎学術集会
  • [学会発表] レーザー共振周波数解析による人工股関節カップ固定強度の評価2018

    • 著者名/発表者名
      菊池駿介,中島大輔,三上勝大,北村俊幸,長谷川登,岡田大,近藤修司,錦野将元,金治有彦,松本守雄,中村雅也,名倉武雄
    • 学会等名
      第48回日本人工関節学会
  • [学会発表] Establishment of a novel measurement technique for orthopaedic implant stability LASER resonance frequency analysis2018

    • 著者名/発表者名
      Nakashima D,Mikami K,Kitamura T,Hasegawa N,Okada H,Kondo S,Nishikino M,Kurahashi S,Shimada Y,Nagura T,Mastumoto M,Nakamura M
    • 学会等名
      47th Annual Meeting of the Japanese Society for Spine Surgery and Related Research,
  • [学会発表] Establishment of a novel measurement technique for pedicle screw stability LASER resonance frequency analysis2018

    • 著者名/発表者名
      Nakashima D,Mikami K,Kitamura T,Hasegawa N,Okada H,Nishikino M,Kurahashi S,Shimada Y,Nagura T,Kawana H,Fujita N,Matsumoto M,Nakamura M
    • 学会等名
      45th International Society for the Study of the Lumbar Spine (ISSLS)

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公開日: 2019-12-27  

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