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2018 年度 実施状況報告書

有限要素法を用いた骨盤骨転移の骨強度予測スコアリングシステムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 18K10774
研究機関東京大学

研究代表者

篠田 裕介  東京大学, 医学部附属病院, 講師 (80456110)

研究分担者 小林 寛  東京大学, 医学部附属病院, 助教 (20407951)
田中 健之  東京大学, 医学部附属病院, 助教 (00583121)
別所 雅彦  国際医療福祉大学, 医学部, 講師 (50451810)
芳賀 信彦  東京大学, 医学部附属病院, 教授 (80251263)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード骨転移 / 骨盤 / 骨折 / 有限要素法
研究実績の概要

骨転移の治療の目的は病的骨折や麻痺を予防・治療してADLを改善することである。転移性骨腫瘍により骨盤の骨折を生じるリスクが高い切迫骨折の患者に対しては、免荷を指示することが多く、部位的な性質もあり四肢と比較すると骨折を生じる患者は少ない。このように骨折事例が少ないことが、骨折のリスク因子を明確にすることを困難にしている。さらに、単純レントゲン像では検査の感度が低いこと、形状が複雑なこと、手術が容易に行える場所ではないこと、などが理由で、これまで骨盤転移による骨折リスクや手術適応の指標が存在していなかった。
そこで、これらの問題点を解決する方法として、我々は有限要素法を用いることとした。有限要素法とは、骨のCT画像を元に、骨密度を持った3mm大の四面体要素(骨の表面は3mm大の三角形平板)から成る3次元の骨シミュレーションモデルを作成し、このモデルに対して仮想的に力を加えることで、立体構造の強度や骨折部位を予測する方法であり、共同研究者である別所cadaverを用いた実験によってその精確性を証明している。
平成30年度は、転移性骨盤腫瘍をもつ患者のCTデータをDICOMデータとして有限要素法解析ソフトに取り込み、健常側をもとに正常骨盤モデルを作成した。仙腸関節を拘束し恥骨結合は水平方向のみに拘束した条件で、股関節の臼蓋に体軸方向に荷重をかけて、荷重のかかり方を検証している。また、条件によってどの様な変化が生じるのかを解析し、最適な荷重モデルを検討している。予想としては股関節臼蓋と仙腸関節をつなぐ範囲に荷重がかかるものと想定しているが、現在は、予想通りの荷重のかかり方と考えられた。

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

有限要素法の解析用ソフトのライセンス契約の問題で、使用できるタイミングが遅れてしまい、コンピュータの購入、設置に時間を要した。
患者データの取得は順調に進んでいる。

今後の研究の推進方策

本年度は、荷重拘束条件を詳細に詰めた上で、荷重のかかり方の詳細な解析を進める。その後、正常骨盤に腫瘍を模した欠損を作成し、どの部位に欠損があると骨折を生じやすくなるのかを検証する。さらに、実際の骨盤骨転移患者のCTデータを用いて、腫瘍の位置・大きさだけでなく、性状による強度の違いも検証する。転移性骨腫瘍は溶骨像や造骨像、これらの混合像を呈することがあるが、溶骨像は骨強度が弱く造骨像が強いと考えて良いのかを確認する。また、がん種による骨強度の違いに関しても検討する。これらのデータをもとに、位置や大きさ、腫瘍の種類や性状によるリスク因子の候補を挙げる。

次年度使用額が生じた理由

コンピューター及びソフトの購入費が予定よりも低額であったことで、物品購入費が抑えられたため。来年度は関連した論文投稿(英文校正や投稿料)および学会発表での使用額が増額する見込み。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (7件) (うち招待講演 6件)

  • [雑誌論文] Prevalence of bone pain decreases as lymph node stage increases in nonsmall cell lung cancer patients2019

    • 著者名/発表者名
      Saito Minako、Kage Hidenori、Ando Takahiro、Sawada Ryoko、Amano Yosuke、Goto Yasushi、Shinoda Yusuke、Nagase Takahide
    • 雑誌名

      Current Problems in Cancer

      巻: 43 ページ: 86~91

    • DOI

      10.1016/j.currproblcancer.2018.08.006

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Secondary Chondrosarcoma Presenting with Symptoms Similar to Thoracic Outlet Syndrome2018

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi Hiroshi、Ikegami Masachika、Ushiku Tetsuo、Anraku Masaki、Ohki Takahiro、Shinoda Yusuke、Tanaka Sakae、Kawano Hirotaka
    • 雑誌名

      Case Reports in Orthopedics

      巻: 2018 ページ: 1~5

    • DOI

      10.1155/2018/9347145

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The outcomes and prognostic factors in patients with osteosarcoma according to age: a Japanese nationwide study with focusing on the age differences2018

    • 著者名/発表者名
      Tsuda Yusuke、Ogura Koichi、Shinoda Yusuke、Kobayashi Hiroshi、Tanaka Sakae、Kawai Akira
    • 雑誌名

      BMC Cancer

      巻: 18 ページ: 614

    • DOI

      10.1186/s12885-018-4487-2

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Prognostic factors of Erdheim?Chester disease: a nationwide survey in Japan2018

    • 著者名/発表者名
      Toya Takashi、Ogura Mizuki、Toyama Kazuhiro、Shinoda Yusuke、Kurokawa Mineo et.al
    • 雑誌名

      Haematologica

      巻: 103 ページ: 1815~1824

    • DOI

      10.3324/haematol.2018.190728

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of a patient-oriented disease specific outcome measure of health-related quality of life (HRQOL) for musculoskeletal oncology patients2018

    • 著者名/発表者名
      Ogura Koichi、Uehara Kosuke、Akiyama Toru、Shinoda Yusuke、Iwata Shintaro、Tsukushi Satoshi、Kobayashi Eisuke、Hirose Takeshi、Yonemoto Tsukasa、Endo Makoto、Tanzawa Yoshikazu、Nakatani Fumihiko、Kawano Hirotaka、Tanaka Sakae、Kawai Akira
    • 雑誌名

      Journal of Orthopaedic Science

      巻: Epub ページ: Epub

    • DOI

      10.1016/j.jos.2018.10.020

    • 査読あり
  • [学会発表] 骨転移キャンサーボード設立の意義と診療システム(シンポジウム:骨転移診療体制の構築)2018

    • 著者名/発表者名
      篠田裕介、澤田良子、芳賀信彦、平井利英、小林寛、田中栄、河野博隆
    • 学会等名
      第58回関東整形災害外科学会
    • 招待講演
  • [学会発表] 骨転移キャンサーボードの役割(シンポジウム:高齢者の骨転移にどう向き合うか-積極的治療と緩和医療-)2018

    • 著者名/発表者名
      篠田裕介、澤田良子、松林嘉孝、平井利英、小林寛、河野博隆、田中栄、芳賀信彦
    • 学会等名
      第91回日本整形外科学会学術総会
    • 招待講演
  • [学会発表] 緩和ケアにおける骨転移キャンサーボードの役割(シンポジウム:緩和ケアとがんロコモ~がん治療における運動器診療との連携~)2018

    • 著者名/発表者名
      篠田裕介、澤田良子、芳賀信彦、金井良晃、住谷昌彦、岩瀬哲、河野博隆
    • 学会等名
      第23回日本緩和医療学会学術大会
    • 招待講演
  • [学会発表] 有限要素法を用いた転倒条件における大腿骨近位部骨折のリスク評価2018

    • 著者名/発表者名
      篠田裕介、澤田良子、藤原清香、井口はるひ、唐沢康暉、河野博隆、田中栄、芳賀信彦
    • 学会等名
      第55回日本リハビリテーション医学会学術集会
  • [学会発表] 大腿骨近位部病的骨折のがん種別の治療戦略(シンポジウム)2018

    • 著者名/発表者名
      篠田裕介、澤田良子、平井利英、小林寛、田中栄、河野博隆、芳賀信彦
    • 学会等名
      第44回日本骨折治療学会
    • 招待講演
  • [学会発表] 骨転移のリハビリテーション~チーム医療の重要性~(シンポジウム&ディベート16 がん骨転移のリハビリテーション:機能予後と生命予後)2018

    • 著者名/発表者名
      篠田裕介、澤田良子、大木孝裕、河野博隆、田中栄、芳賀信彦
    • 学会等名
      第2回日本リハビリテーション医学会秋季学術集会
    • 招待講演
  • [学会発表] 脊椎転移へのがん種別アプローチ2018

    • 著者名/発表者名
      篠田裕介
    • 学会等名
      第14回JKTがんリハビリテーションフォーラム(シンポジウム)
    • 招待講演

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公開日: 2019-12-27  

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