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2020 年度 実施状況報告書

高精度股関節動態・力学解析と股関節疾患治療への応用

研究課題

研究課題/領域番号 19K09652
研究機関九州大学

研究代表者

中島 康晴  九州大学, 医学研究院, 教授 (10304784)

研究分担者 濱井 敏  九州大学, 大学病院, 助教 (90643742)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード股関節 / 動態解析 / イメージマッチング / 人工股関節 / 変形性股関節症
研究実績の概要

活動時の股関節動態解析
トレッドミル歩行、椅子からの起立、しゃがみ姿勢からの起立(スクワット)、体幹捻り,自転車こぎ、自動車への乗り降りなどの動作をフラットパネルディテクターで連続X線撮影し、CTより得られた投影像とマッチングさせ、画像相関による動態解析を行った。以下の結果はTHA前後における変形性股関節症例の可動域の変化である。座位時の屈曲角は大腿骨屈曲(術前69度、術後74度)と股関節屈曲(術前52度、術後62度)ともに術後屈曲角の有意な増加を認めた。骨盤は後傾位(術前17度、術後13度)から起立に伴い前傾し、再度後傾しながら立位(術前前傾3度、術後前傾2度)に至った。股関節は起立動作中に最大屈曲位(術前64度、術後73度)となり術後最大屈曲角の有意な増加を認めた。股関節最大屈曲時の骨盤傾斜は術前0度から術後前傾6度と有意に前傾し、また骨盤最大前傾角(術前8度、術後13度)も有意に増加した。すなわち屈曲の改善に伴い、骨盤後傾の程度が軽減した結果となった。ライナー・ネック間の距離は屈曲時に前方で最小8mm程度、伸展時には最小7mm程度であり、全例動作中にライナー・ネック間の接触は認めなかった。
また、FEAによる力学的解析では臼蓋形成不全例では立位でより前方に荷重が集中することが明らかとなった。
イメージマッチング法により、過去には解析困難であった深屈曲や捻りを含む様々な動作中の骨盤と大腿骨の協調運動を高精度で詳細に解析することが可能であった。本法は今後、股関節疾患の病的kinematicsを評価する際にも有用であると考えられた。また、力学解析を加えることにより動態と荷重集中の関連も明らかになりつつある。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

健常人、変形性股関節症の術前・術後の症例において様々な日常動作の解析ができている。また力学解析を加えることにより動態と荷重集中の関連も明らかになりつつある。
そのため、順調に進展していると判断した。

今後の研究の推進方策

イメージマッチング法では、精度は高いものの狭い範囲の動作しか解析できない。一方、ポイントクラスター法は、精度は落ちるものの、全身の動きをとらえることができるのが利点である。今後は両者の方法を併用しながら、研究を推進したい。また、力学解析を加えることにより動態と荷重集中の関連も明らかにしていきたい。

次年度使用額が生じた理由

2020年度は解析が主であったために、使用額を繰り越すこととなった。2021年度はまた新たな物品を購入する必要があるため、計画通りの使用額としたい。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件)

  • [雑誌論文] Does Patient-specific Functional Pelvic Tilt Affect Joint Contact Pressure in Hip Dysplasia? A Finite-element Analysis Study2021

    • 著者名/発表者名
      Kitamura Kenji、Fujii Masanori、Ikemura Satoshi、Hamai Satoshi、Motomura Goro、Nakashima Yasuharu
    • 雑誌名

      Clinical Orthopaedics & Related Research

      巻: 479 ページ: 1712~1724

    • DOI

      10.1097/CORR.0000000000001737

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Total hip arthroplasty after periacetabular osteotomy versus primary total hip arthroplasty: a propensity-matched cohort study2021

    • 著者名/発表者名
      Komiyama Keisuke、Hamai Satoshi、Motomura Goro、Ikemura Satoshi、Fujii Masanori、Kawahara Shinya、Nakashima Yasuharu
    • 雑誌名

      Archives of Orthopaedic and Trauma Surgery

      巻: e-pub ページ: e-pub

    • DOI

      10.1007/s00402-021-03817-z

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Contemporary indications for first-time revision surgery after primary cementless total hip arthroplasty with emphasis on early failures2021

    • 著者名/発表者名
      Motomura Goro、Hamai Satoshi、Ikemura Satoshi、Fujii Masanori、Kawahara Shinya、Yoshino Soichiro、Nakashima Yasuharu
    • 雑誌名

      Journal of Orthopaedic Surgery and Research

      巻: 16 ページ: e-pub

    • DOI

      10.1186/s13018-021-02298-5

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Preoperative Rather Than Postoperative Intra-Articular Cartilage Degeneration Affects Long-Term Survivorship of Periacetabular Osteotomy2021

    • 著者名/発表者名
      Fujii Masanori、Nakashima Yasuharu、Kitamura Kenji、Motomura Goro、Hamai Satoshi、Ikemura Satoshi、Noguchi Yasuo
    • 雑誌名

      Arthroscopy: The Journal of Arthroscopic & Related Surgery

      巻: e-pub ページ: e-pub

    • DOI

      10.1016/j.arthro.2021.01.060

    • 査読あり
  • [雑誌論文] How does transtrochanteric anterior rotational osteotomy change the dynamic three-dimensional intact ratio in hips with osteonecrosis of the femoral head?2021

    • 著者名/発表者名
      Hara Daisuke、Hamai Satoshi、Miller Kyle R.、Motomura Goro、Yoshimoto Kensei、Komiyama Keisuke、Shiomoto Kyohei、Ikemura Satoshi、Nakashima Yasuharu、Banks Scott A.
    • 雑誌名

      Clinical Biomechanics

      巻: 82 ページ: 105284~105284

    • DOI

      10.1016/j.clinbiomech.2021.105284

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Morphological changes affecting ipsilateral and contralateral leg alignment after total hip arthroplasty2021

    • 著者名/発表者名
      Akasaki Yukio、Kitade Kazuki、Motomura Goro、Hamai Satoshi、Ikemura Satoshi、Fujii Masanori、Kawahara Shinya、Nakashima Yasuharu
    • 雑誌名

      Journal of Orthopaedics

      巻: 23 ページ: 73~77

    • DOI

      10.1016/j.jor.2020.12.034

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of sagittal pelvic tilt on joint stress distribution in hip dysplasia: A finite element analysis2020

    • 著者名/発表者名
      Kitamura Kenji、Fujii Masanori、Utsunomiya Takeshi、Iwamoto Miho、Ikemura Satoshi、Hamai Satoshi、Motomura Goro、Todo Mitsugu、Nakashima Yasuharu
    • 雑誌名

      Clinical Biomechanics

      巻: 74 ページ: 34~41

    • DOI

      10.1016/j.clinbiomech.2020.02.011

    • 査読あり

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公開日: 2021-12-27  

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