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2019 年度 実績報告書

ITグローバルネットワークを用いた術後膝人工関節動態ビッグデータ活用とその有用性

研究課題

研究課題/領域番号 17K10964
研究機関大阪大学

研究代表者

菅本 一臣  大阪大学, 医学系研究科, 寄附講座教授 (40294061)

研究分担者 冨田 哲也  大阪大学, 医学系研究科, 寄附講座准教授 (30283766)
二井 数馬  大阪大学, 医学系研究科, 助教 (30588380) [辞退]
玉城 雅史  大阪大学, キャンパスライフ健康支援センター, 助教 (90837535)
山崎 隆治  埼玉工業大学, 工学部, 教授 (40432546)
田中 栄  東京大学, 医学部附属病院, 教授 (50282661)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード関節動態解析 / TKA / ビッグデータ
研究実績の概要

膝人工関節置換術施行予定および術後患者の被験者募集は50名程度をめどとして研究代表者および研究分担者の在籍する大阪大学医学部附属病院および東京大学医学部附属病院から行った。研究開始時から被検者約200名となった。
手術前および手術後の患者に対してX線透視装置を用いた膝関節動態の撮影を行った。撮影動作は主に歩行動作・階段昇降動作・深屈曲動作など日常生活に必要な動作とした。撮影した透視画像に対して、我々の教室で独自に開発されたコンピュータソフトを用いて人工関節置換術前および術後の膝関節3次元動態解析を行った。3次元的な解析には人工関節および骨の3次元モデルが必要となり、各人工関節メーカーや埼玉工業大学医用画像解析学研究室に依頼をして作成した。
動態解析結果の成果として、添付の論文を大阪大学および東京大学から発表した。①後十字靭帯温存型人工膝関節置換術において脛骨骨切りの後方傾斜が後十字靭帯の残存線維束に影響を与えること②新しいデザインである両十字靭帯温存型の人工膝関節は、正常膝や人工膝関節単顆置換術と比べると回旋量や前後移動量は小さいもののキネマティックパターンは同様であること③両十字靭帯代償型の人工膝関節の荷重下深屈曲動作の動態では、屈曲に伴う後方移動を認めるものの屈曲中期の内側前方移動は小さいこと④関節動態の新しい座標系による評価法の確立により、現在の人工膝関節の多くが正常膝ほどの急峻なscrew home運動を示さないこと
以上の知見を得ることができた。
人工膝関節術後動態解析のビッグデータにより、人工関節形状、手術手技、解析手法による複合的な要因が術後の膝関節動態に影響を及ぼすことが示唆され、今後このビッグデータから統計学的手法を用いて因子分析を行っていく予定である。

  • 研究成果

    (24件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 8件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] 人工膝関節置換術後の歩行動作の動態解析;生体内三次元動態と床反力計の同時計測の有用性2019

    • 著者名/発表者名
      伊能良紀,冨田哲也,山崎隆治,近田彰治,藤戸稔高,石橋輝哉,吉川秀樹,菅本一臣
    • 雑誌名

      理学療法学Supplement

      巻: 46S1 ページ: I-12-1-I-12-1

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Bicruciate-retaining total knee arthroplastyにおける術中膝関節動態の比較2019

    • 著者名/発表者名
      藤戸稔高, 冨田哲也, 石橋輝哉, 吉川秀樹, 菅本一臣
    • 雑誌名

      中部日本整形外科災害外科学会雑誌

      巻: 62 ページ: 433-434

    • 査読あり
  • [雑誌論文] BCRのkinematics : 術後動態解析 (特集 人工膝関節置換術をめぐる議論) -- (Bicruciate-rataining TKA)2019

    • 著者名/発表者名
      玉城雅史, 冨田哲也, 石橋輝哉, 藤戸稔高, 山崎隆治, 菅本一臣
    • 雑誌名

      Bone joint nerve

      巻: 9 ページ: 231-234

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Bicruciate-stabilised Total Knee Arthroplasty Provides Good Functional Stability During High-Flexion Weight-Bearing Activities2019

    • 著者名/発表者名
      Kono K, Inui H, Tomita T, Yamazaki T, Taketomi S, Sugamoto K, Tanaka S.
    • 雑誌名

      Knee Surg Sports Traumatolgy Arthroscopy

      巻: 27(7) ページ: 2096-2103

    • DOI

      10.1007/s00167-019-05375-9

    • 査読あり
  • [雑誌論文] In Vivo Kinematics of Bicruciate-Retaining Total Knee Arthroplasty With Anatomical Articular Surface Under High-Flexion Conditions2019

    • 著者名/発表者名
      Kono K, Inui H, Tomita T, Yamazaki T, Taketomi S, Tanaka S.
    • 雑誌名

      Journal of Knee Surgery

      巻: 32(9) ページ: -

    • DOI

      10.1055/s-0039-1696959

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Bicruciate-retaining Total Knee Arthroplasty Reproduces in Vivo Kinematics of Normal Knees to a Lower Extent Than Unicompartmental Knee Arthroplasty2019

    • 著者名/発表者名
      Kono K, Inui H, Tomita T, Yamazaki T, Taketomi S, Tanaka S.
    • 雑誌名

      Knee Surg Sports Traumatolgy Arthroscopy

      巻: Oct 22 ページ: -

    • DOI

      10.1007/s00167-019-05754-2.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] What Kinds of Posterior Cruciate Ligament Bundles Are Preserved in Cruciate-Retaining Total Knee Arthroplasty? A Three-Dimensional Morphology Study2019

    • 著者名/発表者名
      Inou Y, Tomita T, Kiyotomo D, Yoshikawa H, Sugamoto K
    • 雑誌名

      Jornal of Knee Surgery

      巻: 32(10) ページ: 989-994

    • DOI

      10.1055/s-0038-1675184

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Comparison of Finite Helical Axes of Normal and Anatomically Designed Prosthetic Knees2019

    • 著者名/発表者名
      Konda S, Tomita T, Yamazaki T, Oda K, Nakajima M, Nakane K, Kono K, Fujito T, Yoshikawa H, Sugamoto
    • 雑誌名

      Clinical Biomechanics (Bristol, Avon)

      巻: 65 ページ: 57-64

    • DOI

      10.1016/j.clinbiomech.2019.03.018.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 人工臓器 最近の進歩 人工関節 骨 人工膝関節のキネマティクス2019

    • 著者名/発表者名
      玉城 雅史, 冨田 哲也
    • 雑誌名

      人工臓器

      巻: 48 ページ: 176-178

  • [雑誌論文] 【人工膝関節置換術のインプラントと術式の選択】インプラントデザインと選択 人種・生活様式の違いを考慮したインプラントデザイン2019

    • 著者名/発表者名
      冨田 哲也, 河野 賢一, 清友 大惟, 山崎 隆治, 石橋 輝也, 玉城 雅史, 中根 邦雄, 吉川 秀樹, 菅本 一臣
    • 雑誌名

      関節外科

      巻: 38 ページ: 234-240

  • [学会発表] アジア人の骨形態、膝動態から考えるTKA2020

    • 著者名/発表者名
      冨田哲也
    • 学会等名
      日本人工関節学会
  • [学会発表] 人工膝関節術後動態解析と患者立脚型評価の関連性についての検討2020

    • 著者名/発表者名
      玉城雅史、冨田哲也、近田彰治、石橋輝哉、菅本一臣
    • 学会等名
      日本人工関節学会
  • [学会発表] アジア人向けに開発された人工膝関節の術後短期成績と動態解析2020

    • 著者名/発表者名
      玉城雅史、冨田哲也、近田彰治、石橋輝哉、菅本一臣
    • 学会等名
      日本人工関節学会
  • [学会発表] Site and Severity of the Increased Humeral Retroversion in Symptomatic Baseball Players: A 3-dimensional Computed Tomographic Analysis.2019

    • 著者名/発表者名
      Sugamoto K, Itami Y, Mihata T, Shibano K, Neo M
    • 学会等名
      Korean Shoulder and Elbow Society
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Three-dimensional analysis of acromial morphologic characteristics in patients with and without rotator cuff tears using a reconstructed computed tomography model.2019

    • 著者名/発表者名
      Sugamoto K, Fujisawa , Mihata T, Murase T, Neo M
    • 学会等名
      Korean Shoulder and Elbow Society
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] VR技術を用いたリハビリテーション医学および運動学の革新的教育2019

    • 著者名/発表者名
      菅本一臣
    • 学会等名
      日本リハビリテーション医学会学術集会
  • [学会発表] 人工膝関節置換術2019

    • 著者名/発表者名
      冨田哲也、玉城雅史、石橋輝哉、吉川秀樹、菅本一臣
    • 学会等名
      日本リウマチの外科学会
  • [学会発表] 人体の仕組みを知ってリハビリテーション手技を高めよう2019

    • 著者名/発表者名
      菅本一臣
    • 学会等名
      日本リハビリテーション医学会秋季学術集会
  • [学会発表] 機械学習に基づく人工膝関節画像からの機種の同定2019

    • 著者名/発表者名
      岸野万由子、山崎隆治、伊丹史緒、冨田哲也、菅本一臣
    • 学会等名
      日本臨床バイオメカニクス学会
  • [学会発表] 回帰モデルを用いた人工膝関節シルエット画像の回転角度の推定2019

    • 著者名/発表者名
      涌井大吾、山崎隆治、伊丹史緒、冨田哲也、菅本一臣
    • 学会等名
      日本臨床バイオメカニクス学会
  • [学会発表] BCS TKAにおける術中component gapを用いた外側弛緩性とlift-offとの関連について-生体内3次元動態解析による評価-2019

    • 著者名/発表者名
      鹿毛智文、乾洋、冨田哲也、山崎隆治
    • 学会等名
      日本臨床バイオメカニクス学会
  • [学会発表] 生体内膝関節動態解析技術2019

    • 著者名/発表者名
      冨田 哲也
    • 学会等名
      日本再生医療とリハビリテーション学会学術集会
  • [学会発表] In Vivo Three-Dimensional Kinematics of Unicompartmental Knee Arthroplasty During Weight-Bearing and Non-Weight-Bearing High-Flexion Activities2019

    • 著者名/発表者名
      Kage T, Inui H, Tomita T
    • 学会等名
      International Society for Technology in Arthroplasty
  • [学会発表] Kinematic Comparison of Total Knee Arthroplasty Between Condylar Stabilized and Cruciate Retaining During Stair Ascending2019

    • 著者名/発表者名
      Ishibashi T, Tomita T
    • 学会等名
      International Society for Technology in Arthroplasty

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公開日: 2021-01-27  

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