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2020 年度 実績報告書

高精度イメージマッチング法を利用した関節動態評価手法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 18K12120
研究機関九州産業大学

研究代表者

日垣 秀彦  九州産業大学, 生命科学部, 教授 (00238263)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード関節動態解析 / バイオメカニクス / 人工関節置換術 / 骨切り術 / 四肢アライメント
研究実績の概要

本研究計画による関節動態手法は,人工関節と生体関節を対象として次のような特徴を有している.解像度による階層的イメージマッチングを行うことにより計算時間を短縮する.解析対象に任意のウインドウ概念を用いることにより骨や補綴器具のオーバーラップを防ぎ,解析対象個体や骨切り等の介入後の部分を限定し解析が可能である.さらに,撮影環境による全体的な輝度のムラを無視でき,特に生体骨を対象として各画素のシミュレーションにおいて画像相関においてマッチングすることにより,画像ピクセルサイズ等に影響を受けず高精度の解析を可能とする.これらの概念に忠実・詳細にプログラミングすることにより整形外科領域における画像診断や術後評価において十分とされる回転並進精度のそれぞれ0.2度0.2mmを実現している.
特に,令和2年度においては,個別解析評価手法として,寛骨臼形成不全に対する骨切り術への適応としての,骨切り後の骨切片の移動量の同定や介入前後における股関節アライメントおよび動態の変化を評価する解析手法を実証した.
さらに,本動態解析技術による介入前後の評価手法の提案として,その3次元的な測長機能を応用した人工股関節置換術後のライナーネック間のインピンジ解析や前十字靭帯再建術における前十字靭帯緊張解析などを検証した.
肩関節においても,肩板損傷に対する再建術前後における動的運動リズムの変化などの評価手法に関して提案・検討を行った.

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2020

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Microfluidic Device used for the Secretion of Inflammatory Cytokines from Human Monocyte-Derived Macrophages Stimulated by Ultra-High Molecular Weight Polyethylene Particles2020

    • 著者名/発表者名
      Yoshitaka Nakanishi, Yuta Nakashima, Yukio Fujiwara, Yoshihiro Komohara, Kazunori Hino, Hiromasa Miura, Hidehiko Higaki
    • 雑誌名

      Biotribology

      巻: 23 ページ: 100137-100137

    • DOI

      10.1016/j.biotri.2020.100137

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Length of anterior cruciate ligament affects knee kinematics and kinetics using a musculoskeletal computer simulation model2020

    • 著者名/発表者名
      Yoshihisa Tanaka, Shinichiro Nakamura, Shinichi Kuriyama, Kohei Nishitani, Mutsumi Watanabe, Young Dong Song, Satoru Ikebe, Hidehiko Higaki, Shuichi Matsuda
    • 雑誌名

      Jornal of Orthopaedics

      巻: 21 ページ: 370-374

    • DOI

      10.1016/j.jor.2020.08.0002

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 人工股関節全置換術前後におけるひねり動作時のin vivoキネマティクスに基づくneck-liner接触解析2020

    • 著者名/発表者名
      池部怜,権藤大貴,石川篤,白石善孝,下戸健,塩本喬平,濵井敏,中島康晴,日垣秀彦
    • 雑誌名

      臨床バイオメカニクス

      巻: 41 ページ: 65-72

    • 査読あり
  • [雑誌論文] イメージマッチング法を応用した寛骨臼移動術前後解析2020

    • 著者名/発表者名
      権藤大貴,池部怜,石川篤,白石善孝,下戸健,濵井敏,塩本喬平,中島康晴,日垣秀彦
    • 雑誌名

      臨床バイオメカニクス

      巻: 41 ページ: 85-91

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dynamic scapulohumeral rhythm: Comparison between healthy shoulders and those with large or massive rotator cuff tear2020

    • 著者名/発表者名
      Naoya Kozono, Naohide Takeuchi, Takamitsu Okada, Satoshi Hamai, Hidehiko Higaki, Takeshi Simoto, Satoru Ikebe, Hirotaka Gondo, Takahiro Senjyu, Yasuharu Nakashima
    • 雑誌名

      Jornal of Orthopaedics Surgery

      巻: 28(3) ページ: 230949902098177

    • DOI

      10.1177/2309499020981779

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] THA後のスクワット動作時における股関節三次元動態解析:インピンジメントリスク因子の検討2020

    • 著者名/発表者名
      原田知,濵井敏,小宮山敬祐,塩本喬平,清原荘登,原田哲誠,権藤大貴,日垣秀彦,池部怜,中島康晴
    • 学会等名
      臨床バイオメカニクス学会

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公開日: 2021-12-27  

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