次世代手術シミュレーション骨モデルの開発

2008 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18390408
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 整形外科学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 高取 吉雄 東京大学, 医学部附属病院, 特任教授 (40179461)
• 研究分担者: 鄭 雄一 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (30345053) ; 茂呂 徹 東京大学, 医学部附属病院, 特任准教授 (20302698) ; 大西 五三男 東京大学, 大学院・医学系研究科, 専任講師 (70311628) ; 苅田 達郎 東京大学, 医学部附属病院, 講師 (80359611)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2008
• キーワード: 外科 / 医療・福祉 / シミュレーション工学

研究概要

立体骨モデルは,あらかじめ撮影したCT画像をもとにインクジェッ粉末積層装置を用いて作製。同意のもとに,数十例の症例に対して術前のCT画像を元にコンピュータの仮想空間上で手術計画を行うと同時に,実物大骨モデルを用いた手術シミュレーションを実施した。特に形態変形の高度な症例対して,安全で正確な手技の遂行に有用であった。実際の手術に際してスタッフ間のイメージの補完に有用であった。今後の課題はシミュレーションと同様の手術を実施するためのナビゲーションシステムとの連携を行い長期的な効果判定を行うことである。

研究成果

• [雑誌論文] An analysis of interobserver reliability for radiographic staging of coxarthrosis and indexes of acetabular dysplasia. A preceding study (2010)
  • 著者名/発表者名: Takatori Y, Ito K, Sofue M, Hirota Y, Itoman M, Matsumoto T, Hamada Y, Shindo H, Yamada H, Yasunaga Y, Ito H, Mori S, Owan I, Fujii G, Ohashi H, Mawatari T, Iga T, Takahira N, Sugimori T, Sugiyama H, Okano K, Karita T, Ando K, Hamaki T, Hirayama T, Iwata K, Matsuura M, Jingushi S
  • 雑誌名: J Orthop Sci. 15 ページ: 14-19
• [雑誌論文] Successful ambulation by surgical conversion in a complex form of epigastric heteropagus (2009)
  • 著者名/発表者名: Haga T, Karita T, Amao R, Kanamori Y, Takatori Y.
  • 雑誌名: J Pediatr Orthop B. 18(6) ページ: 394-396
• [雑誌論文] Wear resistance of artificial hip Joints with poly(2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine) grafted polyethylene. Comparisons with the effect of polyethylene cross-linking and ceramic femoral heads (2009)
  • 著者名/発表者名: Moro T, Kawaguchi H, Ishihara K, Kyomoto M, Karita T, Ito H, Nakamura K, Takatori Y
  • 雑誌名: Biomaterials 30(16) ページ: 2995-3001
• [雑誌論文] Bone regeneration within a tailor-made tricalcium phosphate bone implant with both horizontal and vertical cylindrical holes transplanted into the skull of dogs (2009)
  • 著者名/発表者名: Choi SJ, Lee JI, Igawa K, Sugimori O, Suzuki S, Mochizuki M, Nishimura R, Chung UI, Sasaki N.
  • 雑誌名: J Artif Organs. 12 ページ: 274-277
• [雑誌論文] Maxillofacial reconstruction using custom-made artificial bones fabricated by inkjet printing technology (2009)
  • 著者名/発表者名: Saijo H, Kanno Y, Igawa K, Mori Y, Kondo K, Shimizu K, Suzuki S, Chikazu D, Iino M, Sasaki N, Anzai M, Chung U, Takato T.
  • 雑誌名: J Artif Organs. 12 ページ: 200-205
• [雑誌論文] Manufacturing of artificial bones using 3D inkjet printing technology (2009)
  • 著者名/発表者名: Chung U.
  • 雑誌名: Int J Automation Technology 3 ページ: 509-513
• [雑誌論文] Self-initiated surface grafting with poly(2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine) on poly(ether-ether-ketone) (2009)
  • 著者名/発表者名: Kyomoto M, Moro T, Takatori Y, Kawaguchi H, Nakamura K, Ishihara K.
  • 雑誌名: Biomaterials 31(6) ページ: 017-1024
• [雑誌論文] Lubricity and stability of poly(2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine) polymer layer on Co-Cr-Mo surface for hemi-arthroplasty to prevent degeneration of articular cartilage (2009)
  • 著者名/発表者名: Kyomoto M, Moro T, Saiga KI, Miyaji F, Kawaguchi H, Takatori Y, Nakamura K, Ishihara K.
  • 雑誌名: Biomaterials 31(6) ページ: 1017-1024
• [雑誌論文] Superlubricious surface mimicking articular cartilage by grafting poly (2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine) on orthopaedic metal bearings (2009)
  • 著者名/発表者名: Kyomoto M, Moro T, Iwasaki Y, Miyaji F, Kawaguchi H, Takatori Y, Nakamura K, Ishihara K.
  • 雑誌名: J Biomed Mater Res A. 91 ページ: 730-41
• [雑誌論文] Effects of mobility/immobility of surface modification by 2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine polymer on the durability of polyethylene for artificial joints (2009)
  • 著者名/発表者名: Kyomoto M, Moro T, Miyaji F, Hashimoto M, Kawaguchi H, Takatori Y, Nakamura K, Ishihara K.
  • 雑誌名: J Biomed Mater Res A. 90 ページ: 362-371
• [雑誌論文] Effect of 2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine concentration on photo-induced graft polymerization of polyethylene in reducing the wear of orthopaedic bearing surface (2008)
  • 著者名/発表者名: Kyomoto M, Moro T, Miyaji F, Hashimoto M, Kawaguchi H, Takatori Y, Nakamura K, Ishihara K.
  • 雑誌名: J Biomed Mater Res A. 86(2) ページ: 439-447
• [雑誌論文] A study of disease management activities of hip osteoarthritis patients under conservative treatment (2008)
  • 著者名/発表者名: Koyama Y, Miyashita M, Irie S, Yamamoto M, Karita T, Moro T, Takatori Y, Kazuma K.
  • 雑誌名: J Orthop Nurs 12 ページ: 75-83
• [雑誌論文] Assessment of vertebral fracture risk and therapeutic effects of alendronate in postmenopausal women using a quantitative computed tomography-based nonlinear finite element method (2008)
  • 著者名/発表者名: Imai K, Ohnishi I, Matsumoto T, Yamamoto S, Nakamura K.
  • 雑誌名: Osteoporos Int online first
• [雑誌論文] In vivo Assessment of Lumbar Vertebral Strength in Elderly Women using CT-based Nonlinear Finite Element Model (2008)
  • 著者名/発表者名: Imai K, Ohnishi I, Yamamoto S, Nakamura S.
  • 雑誌名: Spine Vol. 33, No. 1 ページ: 27-32
• [雑誌論文] Prediction of Strength and Strain of the Proximal Femur by a CT Based Finite Element Method (2007)
  • 著者名/発表者名: Bessho M, Ohnishi I, Matsuyama J, Matsumoto T, Imai K, Nakamura K.
  • 雑誌名: Journal of Biomechanics 40(8) ページ: 1745-53
• [雑誌論文] A functional polymorphism in the 5' UTR of GDF5 is associated with susceptibility to osteoarthritis (2007)
  • 著者名/発表者名: Miyamoto Y, Mabuchi A, Shi D, Kubo T, Takatori Y, Saito S, Fujioka M, Sudo A, Uchida A, Yamamoto S, Ozaki K, Takigawa M, Tanaka T, Nakamura Y, Jiang Q, Ikegawa S
  • 雑誌名: Nat Genet 39 ページ: 529-533
• [雑誌論文] Enhanced wear resistance of modified cross-linked polyethylene by grafting with poly(2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine) (2007)
  • 著者名/発表者名: Kyomoto M, Moro T, Konno T, Takadama H, Yamawaki N, Kawaguchi H, Takatori Y, Nakamura K, Ishihara K
  • 雑誌名: J Biomed Mater Res A. 82 ページ: 10-17
• [雑誌論文] Distraction Osteogenesis Promotes Angiogenesis in the Surrounding Muscles (2007)
  • 著者名/発表者名: Ohashi S, Ohnishi I, Kageyama T, Imai K, Nakamura K.
  • 雑誌名: Clinical Orthopaedics and Related Research 454 ページ: 223-9
• [雑誌論文] Familial osteoarthritis of the hip joint associated with acetabular dysplasia maps to chromosome 13q (2006)
  • 著者名/発表者名: Mabuchi A, Nakamura S, Takatori Y, Ikegawa S
  • 雑誌名: Am J Hum Genet. 79 ページ: 163-168
• [雑誌論文] Preparing a version of the Nottingham adjustment scale (for psychological adjustment) tailored to osteoarthritis of the hip (2006)
  • 著者名/発表者名: Koyama Y, Miyashita M, Kazuma K, Suzukamo Y, Yamamoto M, Karita T, Takatori Y
  • 雑誌名: J Orthop Sci. 11 ページ: 359-64
• [学会発表] The effect of biocompatible polymer grafting onto polyethylene liner surface. Improvement of lubricity regardless of the characteristics of bearing materials (2009)
  • 著者名/発表者名: Moro T, Takatori Y, Ishihara K, Kyomoto M, Karita T, Ito H, Nakamura K, Kawaguchi H
  • 学会等名: 55th Annual Meeting of the Orthopaedic Research Society (ORS)
  • 発表場所: Las Vegas, U.S.A.
  • 年月日: 20090222-20090225
• [学会発表] Brush-like structure only gives high durability to cross-linked polyethylene among various surface-modified layers with MPC polymer (2009)
  • 著者名/発表者名: Kyomoto M, Moro T, Miyaji F, Kawaguchi H, Takatori Y, Nakamura K, Ishihara K
  • 学会等名: The 55th Annual Meeting of the Orthopaedic Research Society (ORS)
  • 発表場所: Las Vegas, USA
  • 年月日: 20090222-20090225
• [学会発表] 医工連携―マテリアル工学と人工股関節での経験 (2009)
  • 著者名/発表者名: 高取吉雄, 石原一彦, 茂呂徹, 金野智浩, 川口浩, 中村耕三
  • 学会等名: シンポジウム1 医工連携の実践 第18回日本コンピュータ外科学会大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2009-11-22
• [学会発表] 前・初期股関節症に対する寛骨臼回転骨切り術の術後30年成績 (2009)
  • 著者名/発表者名: 茂呂徹, 高取吉雄, 苅田達郎, 伊藤英也, 赤坂嘉之, 齊藤貴志, 中村耕三
  • 学会等名: 第82回日本整形外科学会学術総会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2009-05-14
• [学会発表] Observer agreement on roentgenographic stages of coxarthrosis and indexes of acetabular dysplasia. A preliminary study for the multi-center survey (2008)
  • 著者名/発表者名: Takatori Y, Ito K, Sofue M, Hirota Y, Itoman M, Matsumoto T, Hamada Y, Shindo H, Yamada H
  • 学会等名: 2008 World Congress on Osteoarthritis (OARSI)
  • 発表場所: Rome, Italy
  • 年月日: 20080918-20080921
• [学会発表] Advanced wear resistance of artificial hip joints by nano-scaled grafting with biocompatible phospholipid polymers (2008)
  • 著者名/発表者名: Moro T, Takatori Y, Ishihara K, Kyomoto M, Yamamoto M, Karita T, Ito H, Nakamura K, Kawaguchi H
  • 学会等名: 54th Annual Meeting of the Orthopaedic Research Society (ORS)
  • 発表場所: San Francisco, U.S.A.
  • 年月日: 20080302-20080305
• [学会発表] 寛骨臼回転骨切り術後に回転寛骨臼が圧潰した症例の再検討 (2008)
  • 著者名/発表者名: 高取吉雄, 苅田達郎, 茂呂徹, 馬淵昭彦, 伊藤英也, 齊藤貴志
  • 学会等名: 第35回日本股関節学会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2008-12-06
• [学会発表] 実物大骨モデルを用いた手術シミュレーション―高度形態異常に対する人工股関節全置換術 (2008)
  • 著者名/発表者名: 苅田達郎, 高取吉雄, 伊藤英也, 齊藤貴志, 中村耕三
  • 学会等名: 第57回東日本整形災害外科学会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2008-09-13
• [学会発表] 人工股関節のジルコニア骨頭は生体内で劣化するか―臨床成績からの検討― (2008)
  • 著者名/発表者名: 苅田達郎, 高取吉雄, 山本基, 茂呂徹, 馬淵昭彦, 伊藤英也, 齊藤貴志
  • 学会等名: 第81回日本整形外科学会学術総会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2008-05-22
• [学会発表] 手術シミュレーション骨モデルの有用性. RAPADILINO 症候群患者に対する人工股関節の経験 (2008)
  • 著者名/発表者名: 齊藤貴志, 伊藤英也, 苅田達郎, 馬淵昭彦, 高取吉雄, 中村耕三
  • 学会等名: 第48回関東整形災害外科学会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2008-02-15
• [学会発表] 寛骨臼回転骨切り術後に起きた臼部後方での寛骨骨折 (2008)
  • 著者名/発表者名: 高取吉雄, 苅田達郎, 馬淵昭彦, 伊藤英也, 齊藤貴志
  • 学会等名: 第48回関東整形災害外科学会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2008-02-15
• [学会発表] 人工股関節においてジルコニア骨頭を架橋ポリエチレンと組み合わせた場合の線摩耗率 (2007)
  • 著者名/発表者名: 苅田達郎, 高取吉雄, 山本基, 茂呂徹, 馬淵昭彦, 伊藤英也, 齊藤貴志
  • 学会等名: 第34回日本臨床バイオメカニクス学会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20071207-20071208
• [学会発表] 寛骨臼回転骨切り術後の人工股関節設置 (2007)
  • 著者名/発表者名: 高取吉雄, 苅田達郎, 馬淵昭彦, 伊藤英也
  • 学会等名: 第47回関東整形災害外科学会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20070300
• [学会発表] 前壁欠損の大きな症例に対する寛骨臼回転骨切り術―立体モデルによるシミュレーションの経験 (2007)
  • 著者名/発表者名: 苅田達郎, 高取吉雄, 山本基, 茂呂徹, 馬淵昭彦, 伊藤英也
  • 学会等名: 第34回日本股関節学会
  • 発表場所: 金沢
  • 年月日: 2007-10-11
• [学会発表] 多発性骨端異形成症患者の変形性股関節症に対する外反骨切り術―MATN3遺伝子の変異を同定できた2例での結果― (2007)
  • 著者名/発表者名: 高取吉雄, 苅田達郎, 馬淵昭彦
  • 学会等名: 第56回東日本整形災害外科学会
  • 発表場所: 軽井沢
  • 年月日: 2007-09-22
• [学会発表] 三次元立体モデルを用いた寛骨臼回転骨切り術の手術シミュレーション (2006)
  • 著者名/発表者名: 苅田達郎, 高取吉雄, 山本基, 馬淵昭彦, 茂呂徹, 伊藤英也, 中村耕三
  • 学会等名: 第55回東日本整形災害外科学会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2006-09-16
• [図書] 今日の診断指針 (改訂第6版) (2010)
  • 著者名/発表者名: 金澤一郎, 永井良三総, 編集
  • 出版者: 医学書院
• [図書] 跛行 (2010)
  • 著者名/発表者名: 高取吉雄
  • 総ページ数: 257-259
  • 出版者: 医学書院
• [図書] 整形外科手術クルズス (改訂第2版) (2006)
  • 著者名/発表者名: 中村耕三, 監修, 星地亜都司・高取吉雄・織田弘美, 編集
  • 出版者: 南江堂
• [図書] 四肢の手術の注意点 (2006)
  • 著者名/発表者名: 高取吉雄
  • 総ページ数: 7-9
  • 出版者: 南江堂
• [図書] 変形性股関節症に対する術式選択 (2006)
  • 著者名/発表者名: 高取吉雄
  • 総ページ数: 462-464
  • 出版者: 南江堂
• [図書] 臼蓋形成不全股に対する寛骨臼回転骨切り術 (RAO) (2006)
  • 著者名/発表者名: 高取吉雄
  • 総ページ数: 469-477
  • 出版者: 南江堂
• [図書] 腸骨からの採骨術 (2006)
  • 著者名/発表者名: 高取吉雄
  • 総ページ数: 488-491
  • 出版者: 南江堂
• [備考] ホームページ等
  • URL: http://www.h.u-tokyo.ac.jp/ortho/