脊椎疾患患者のCone of Economyと術後立位バランス改善の3次元的計測

2020 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 20K18021
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 加藤 壯 東京大学, 医学部附属病院, 助教 (50822061)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2023-03-31
• キーワード: 脊椎 / 動作解析 / 3次元 / 立位 / cone of economy

研究実績の概要

本研究の目的はモーションキャプチャーにより、静止立位での体幹（肩甲帯、骨盤）の動揺を実測してcone of economyの3次元的動作解析を行い、新たな立位動揺指標としての有用性を明らかにするである。Cone of economyとはDuboussetらがヒトの立位保持を逆振り子に例えて提唱したモデルであり、そのサイズが立位動揺の指標と考えられているが、従来重心動揺計などで得られるcenter of pressure(COP)の移動速度や、振れ幅(sway)、軌道面積偏位などのパラメータとの関連は明らかになっていない。
被験者を効率的に組み入れるため、成人脊柱変形の手術患者のリクルートを開始した。現在までに８名の術前患者に計測を依頼したが、うち２名は立位保持困難のため計測ができず、6名の術前データが収集できている。さらにこのうち2名分のデータを先行解析した結果、体幹の動揺が描出されており、軌道面積などのパラメータを抽出することが可能であることが判明した。従来型の動揺指標も同時に重心動揺計で計測しているが、これらのパラメータとの相関の解析はまだ行っていない。さらに、術後６か月の計測を１名行った。この計測に関しては外来ブースで撮像する簡易型の赤外線カメラ装置を用いた。赤外線カメラは8台から3台に減少する反面、一方向からの計測に耐えうるという利点がある。このため表面マーカーの設置位置を工夫し、体幹の指標として骨盤上に設置していたマーカーを、上前腸骨棘から後前腸骨棘に変更した。

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

コロナ禍であり、ボランティアを用いた信頼性検証作業を行うことができていないが、診療活動の一環として術前後の患者計測は既に開始することができている。患者数は予想を下回るペースであるが、徐々に回復基調が見られるものと期待している。

今後の研究の推進方策

引き続き患者リクルートの継続を積極的に行い、症例の獲得に努める。得られたデータに関しては、エンジニアとの連携により適切な処理方法を模索し、上記の重心動揺計パラメータとの比較を開始する。さらに術前後で動揺が減少することを実証することが目標である。

次年度使用額が生じた理由

今年度は消耗品を購入する必要が少なく、研究を遂行ことができた。来年度は測定機器、解析ソフトウエアなどを購入する予定である。

研究成果

• [雑誌論文] Associations between curve severity and revised Scoliosis Research Society-22 and scoliosis Japanese Questionnaire-27 scores in female patients with adolescent idiopathic scoliosis: a multicenter, cross-sectional study (2021)
  • 著者名/発表者名: Doi Toru、Watanabe Kei、Doi Tokuhide、Inoue Hirokazu、Sugawara Ryo、Arai Yasuhisa、Shirado Osamu、Yamazaki Ken、Uno Koki、Yanagida Haruhisa、Kato So、Taniguchi Yuki、Matsubayashi Yoshitaka、Oshima Yasushi、Tanaka Sakae、Takeshita Katsushi
  • 雑誌名: BMC Musculoskeletal Disorders 巻: 22 ページ: -
  • DOI: 10.1186/s12891-021-04189-6
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Natural History, Neuroradiological Workup, and Management Options of Chronic Atlantoaxial Rotatory Fixation Caused by Drug-Induced Cervical Dystonia (2021)
  • 著者名/発表者名: Ishikawa Yuki、Kato So、Ganau Mario、Hirai Shima、Oshima Yasushi、Tanaka Sakae
  • 雑誌名: Case Reports in Orthopedics 巻: 2021 ページ: 1～6
  • DOI: 10.1155/2021/6683268
  • 査読あり
• [雑誌論文] Minimum clinically important change for outcome scores among patients aged 75 or over undergoing lumbar spine surgery (2021)
  • 著者名/発表者名: Nagata Kosei、Nakamoto Hideki、Kato So、Takeshita Yujiro、Kawamura Naohiro、Ono Takashi、Higashikawa Akiro、Fukushima Masayoshi、Azuma Seiichi、Hara Nobuhiro、Oka Hiroyuki、Matsudaira Ko、Tanaka Sakae、Oshima Yasushi
  • 雑誌名: European Spine Journal 巻: 30 ページ: 1226～1234
  • DOI: 10.1007/s00586-021-06815-2
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cobalt-chromium versus titanium alloy rods for correction of adolescent idiopathic scoliosis based on 1-year follow-up: a multicenter randomized controlled clinical trial (2021)
  • 著者名/発表者名: Sakai Daisuke、Tanaka Masato、Takahashi Jun、Taniguchi Yuki、Schol Jordy、Hiyama Akihiko、Misawa Haruo、Kuraishi Shugo、Oba Hiroki、Matsubayashi Yoshitaka、Kato So、Sugawara Ryo、Sato Masato、Watanabe Masahiko、Takeshita Katsushi
  • 雑誌名: Journal of Neurosurgery: Spine 巻: 34 ページ: 897～906
  • DOI: 10.3171/2020.9.SPINE201486
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tracheal stenosis due to cervicothoracic hyperlordosis in patients with cerebral palsy treated with posterior spinal fusion: a report of the first two cases (2021)
  • 著者名/発表者名: Taniguchi Yuki、Matsubayashi Yoshitaka、Kato So、Oguchi Fumihiko、Nohara Ayato、Doi Toru、Oshima Yasushi、Tanaka Sakae
  • 雑誌名: BMC Musculoskeletal Disorders 巻: 22 ページ: -
  • DOI: 10.1186/s12891-021-04094-y
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Letter to the Editor. Randomized controlled trials on anterior versus posterior surgical decompression for degenerative cervical myelopathy (2021)
  • 著者名/発表者名: Ganau Mario、Iqbal Mohammad、Ligarotti Gianfranco K. I.、Kato So
  • 雑誌名: Journal of Neurosurgery: Spine 巻: 34 ページ: 957～958
  • DOI: 10.3171/2020.10.SPINE201895
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Association Between Deep Posterior Cervical Paraspinal Muscle Morphology and Clinical Features in Patients With Cervical Ossification of the Posterior Longitudinal Ligament (2021)
  • 著者名/発表者名: Doi Toru、Ohtomo Nozomu、Oguchi Fumihiko、Tozawa Keiichiro、Nakarai Hiroyuki、Nakajima Koji、Sakamoto Ryuji、Okamoto Naoki、Nakamoto Hideki、Kato So、Taniguchi Yuki、Matsubayashi Yoshitaka、Oka Hiroyuki、Matsudaira Ko、Tanaka Sakae、Oshima Yasushi
  • 雑誌名: Global Spine Journal 巻: - ページ: -
  • DOI: 10.1177/2192568221989655
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Partial Resection of Spinous Process for the Elderly Patients with Thoraco-Lumbar Kyphosis: Technical Report (2021)
  • 著者名/発表者名: Inanami Hirohiko、Iwai Hiroki、Kato So、Takano Yuichi、Yuzawa Yohei、Yanagisawa Kazuyoshi、Kaneko Takeshi、Segawa Tomohide、Matsudaira Ko、Oka Hiroyuki、Oshina Masahito、Fukusima Masayoshi、Saiki Fumiko、Oshima Yasushi
  • 雑誌名: Medicina 巻: 57 ページ: 87～87
  • DOI: 10.3390/medicina57020087
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A bony Chance fracture through L1 following posterior spinal fusion for adolescent idiopathic scoliosis: a case report (2021)
  • 著者名/発表者名: Rocos Brett、Kato So、Lebel David、Lewis Stephen
  • 雑誌名: Spine Deformity 巻: 9 ページ: 859～862
  • DOI: 10.1007/s43390-020-00257-4
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Anatomical study of cervical intervertebral foramen in patients with cervical spondylotic radiculopathy (2021)
  • 著者名/発表者名: Hirai Shima、Kato So、Nakajima Koji、Doi Toru、Matsubayashi Yoshitaka、Taniguchi Yuki、Inanami Hirohiko、Hayashi Naoto、Tanaka Sakae、Oshima Yasushi
  • 雑誌名: Journal of Orthopaedic Science 巻: 26 ページ: 86～91
  • DOI: 10.1016/j.jos.2020.01.017
  • 査読あり
• [雑誌論文] Complications of thoracic spine surgery ? Their avoidance and management (2020)
  • 著者名/発表者名: Kato So
  • 雑誌名: Journal of Clinical Neuroscience 巻: 81 ページ: 12～17
  • DOI: 10.1016/j.jocn.2020.09.012
  • 査読あり
• [雑誌論文] Comparison Between the Japanese Orthopaedic Association (JOA) Score and Patient-Reported JOA (PRO-JOA) Score to Evaluate Surgical Outcomes of Degenerative Cervical Myelopathy (2020)
  • 著者名/発表者名: Oshima Yasushi、Takeshita Katsushi、Kato So、Doi Toru、Matsubayashi Yoshitaka、Taniguchi Yuki、Nakajima Koji、Oguchi Fumihiko、Okamoto Naoki、Sakamoto Ryuji、Tanaka Sakae
  • 雑誌名: Global Spine Journal 巻: - ページ: -
  • DOI: 10.1177/2192568220964167
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A Multicenter Observational Study on the Postoperative Outcomes of C3 Laminectomy in Cervical Double-door Laminoplasty (2020)
  • 著者名/発表者名: Nakajima Koji、Nakamoto Hideki、Kato So、Doi Toru、Matsubayashi Yoshitaka、Taniguchi Yuki、Yoshida Yuichi、Kawamura Naohiro、Nakarai Hiroyuki、Higashikawa Akiro、Tozawa Keiichiro、Takeshita Yujiro、Fukushima Masayoshi、Iizuka Masaaki、Ono Takashi、Shirokoshi Tomohiko、Azuma Seiichi、Tanaka Sakae、Oshima Yasushi
  • 雑誌名: Clinical Spine Surgery: A Spine Publication 巻: Publish Ahead of Print ページ: -
  • DOI: 10.1097/BSD.0000000000001100
  • 査読あり
• [雑誌論文] Lumbosacral osteotomy to correct PI-LL mismatch in the presence of abnormally high pelvic incidence (2020)
  • 著者名/発表者名: Kato So、Lewis Stephen J、Keshen Sam、Quraishi Nasir
  • 雑誌名: Spine Deformity 巻: 9 ページ: 609～614
  • DOI: 10.1007/s43390-020-00210-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Postoperative Distal Coronal Decompensation After Fusion to L3 for Adolescent Idiopathic Scoliosis Is Affected by Sagittal Pelvic Parameters (2020)
  • 著者名/発表者名: Kato So、Zeller Reinhard D.、Magana Sofia P.、Ganau Mario、Oshima Yasushi、Tanaka Sakae、Lewis Stephen J.
  • 雑誌名: Spine 巻: 45 ページ: E1416～E1420
  • DOI: 10.1097/BRS.0000000000003616
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Influence of unintended dural tears on postoperative outcomes in lumbar surgery patients: a multicenter observational study with propensity scoring (2020)
  • 著者名/発表者名: Nakajima Koji、Nakamoto Hideki、Kato So、Doi Toru、Matsubayashi Yoshitaka、Taniguchi Yuki、Kawamura Naohiro、Higashikawa Akiro、Takeshita Yujiro、Fukushima Masayoshi、Ono Takashi、Hara Nobuhiro、Azuma Seiichi、Tanaka Sakae、Oshima Yasushi
  • 雑誌名: The Spine Journal 巻: 20 ページ: 1968～1975
  • DOI: 10.1016/j.spinee.2020.06.009
  • 査読あり
• [雑誌論文] Risk factors for progression of ossification of the posterior longitudinal ligament in asymptomatic subjects (2020)
  • 著者名/発表者名: Doi Toru、Sakamoto Ryuji、Horii Chiaki、Okamoto Naoki、Nakajima Koji、Hirai Shima、Oguchi Fumihiko、Kato So、Taniguchi Yuki、Matsubayashi Yoshitaka、Hayashi Naoto、Tanaka Sakae、Oshima Yasushi
  • 雑誌名: Journal of Neurosurgery: Spine 巻: 33 ページ: 316～322
  • DOI: 10.3171/2020.3.SPINE2082
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] モーションキャプチャーによる動作解析を用いた頚椎可動域の3次元的計測 (2020)
  • 著者名/発表者名: 加藤 壯、坂本 龍司、土肥 透、中嶋 香児、芳賀 信彦、田中 栄、藤原 清香、西坂 智佳、牛久保 智弘、大島 寧、谷口 優樹、松林 嘉孝、岡本 直樹、小口 史彦
  • 雑誌名: Journal of Spine Research 巻: 11 ページ: 1101～1106
  • DOI: 10.34371/jspineres.2020-0018
  • 査読あり
• [学会発表] モーションキャプチャーによる動作解析を用いた頚椎可動域の3次元的計測 (2020)
  • 著者名/発表者名: 加藤 壯, 藤原 清香, 西坂 智佳, 大島 寧, 谷口 優樹, 松林 嘉孝, 岡本 直樹, 坂本 龍司, 土肥 透, 中嶋 香児, 芳賀 信彦, 田中 栄
  • 学会等名: 第69回東日本整形災害外科学会
• [学会発表] 脊椎外科手術におけるリスクマネジメント 出血コントロールにフォーカスして (2020)
  • 著者名/発表者名: 加藤壯
  • 学会等名: 第69回東日本整形災害外科学会
  • 招待講演
• [備考] 三次元動作分析装置を用いた、四肢の動きの定量的評価の研究
  • URL: https://anima.jp/archives/2020/06/15/5034/
• [備考] 東京大学整形外科学教室
  • URL: http://www.u-tokyo-ortho.jp/