下肢関節における3次元荷重伝達機構の生体内測定

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22560074
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 機械材料・材料力学
• 研究機関: 新潟大学
• 研究代表者: 小林 公一 新潟大学, 医歯学系, 助教 (70296317)
• 研究分担者: 坂本 信 新潟大学, 医歯学系, 教授 (80215657) ; 田邊 裕治 新潟大学, 自然科学系, 教授 (60143020) ; 大森 豪 新潟大学, 研究推進機構超域学術院, 教授 (70283009)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• キーワード: 生体力学

研究概要

下肢関節における荷重伝達機構を検討するため、生理的荷重下における膝関節(脛骨大腿関節および膝蓋大腿関節)軟骨の接触状態と、膝蓋腱の変形挙動を被験者個別に作成した3次元関節形状モデルとX線動画を用いることにより生体内で評価した。膝関節の屈曲角度の変化に伴い、脛骨大腿関節および膝蓋大腿関節における接触領域、膝蓋腱の相対的伸び、および膝関節に作用する荷重の大きさおよび方向が変化することを定量的に示した。

研究成果

• [雑誌論文] In-Vivo Kinematics of the Extensor Mechanism of the Knee during Deep Flexion (2013)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi K, Hosseini A, Sakamoto M, Qi W, Rubash HE, Li G
  • 雑誌名: ASME J. Biomech. Eng
  • DOI: DOI 10.1115/1.4024284.
  • 査読あり
• [雑誌論文] In vivo pre- and postoperative three-dimensional knee kinematics in unicompartmental knee arthroplasty (2013)
  • 著者名/発表者名: Mochi zuki T, Sat o T, Tani fuj i O, Kobayashi K, Koga Y, Yamagiwa H, Omori G, Endo N
  • 雑誌名: J. Orthop. Sci 巻: 18(1) ページ: 54-60
  • 査読あり
• [雑誌論文] In-vivo patellar tendon kinematics during weight-bearing deep knee flexion (2012)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi K, Sakamoto M, Hosseini A, Rubash HE, Li G
  • 雑誌名: J. Orthop. Res 巻: 30 ページ: 1596-1603
  • 査読あり
• [雑誌論文] Three-dimensional in vivo motion analysis of normal knees employing transepicondylar axis as an evaluation parameter (2012)
  • 著者名/発表者名: Tanifuji O, Sato T, Kobayashi K, Mochizuki T, Koga Y, Yamagiwa H, Omori G, Endo N
  • 雑誌名: Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc
  • DOI: doi:10.1007/ s00167-012 -2010-x.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Three-dimensional in vivo motion analysis of normal knees using single-plane fluoroscopy (2011)
  • 著者名/発表者名: Tanifuji O, Sato T, Kobayashi K, Mochizuki T, Koga Y, Yamagiwa H, Omori G, Endo N
  • 雑誌名: J. Orthop. Sci 巻: 16(6) ページ: 710-718
  • 査読あり
• [雑誌論文] イメージマッチングによる膝関節接触状態評価法の実験的検証 (2011)
  • 著者名/発表者名: 豊田貴嗣,小林公一,坂本信,大森豪,古賀良生,田邊裕治
  • 雑誌名: 臨床バイオメカニクス 巻: 32 ページ: 483-487
  • 査読あり
• [雑誌論文] 人工股関節摺動面における応力分布の数値解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 解晨,坂本信,西野勝敏,湊泉,古賀良生,佐藤卓,小林公一,大森豪,田邊裕治
  • 雑誌名: 臨床バイオメカニクス 巻: 32 ページ: 283-289
  • 査読あり
• [雑誌論文] MRIを用いた脛距関節における接触領域のInVivo解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 坂本信,牧岡諒太,吉田秀義,小林公一,笹川圭右,田邊裕治
  • 雑誌名: 臨床バイオメカニクス 巻: 31 ページ: 283-289
  • 査読あり
• [雑誌論文] Numerical analysis of pressure on cup surface after (2010)
  • 著者名/発表者名: Shin K, Sakamoto M, Kobayashi K, Minato
  • 雑誌名: THA, J. JSME 巻: 10 ページ: 251-255
  • 査読あり
• [雑誌論文] Accuracy verification of image -matching in a setting method for the stem during otal hip arthroplasty (2010)
  • 著者名/発表者名: Kubota Y, Sakamoto M, Kobayashi K, Yoshio K, Tanabe Y
  • 雑誌名: J. JSME 巻: 10 ページ: 247-250
  • 査読あり
• [雑誌論文] イメージレシストレーション法による膝関節の接触動態解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 小田川健一,豊田貴嗣,小林公一,谷藤理,笹川圭右,佐藤卓,坂本信,古賀良生,田邊裕治,大森豪
  • 雑誌名: 臨床バイオメカニクス 巻: 31 ページ: 349-355
  • 査読あり
• [雑誌論文] MRI骨・軟骨モデルを用いた3次元下肢アライメント評価システムの精度評価 (2010)
  • 著者名/発表者名: 笹川圭右,坂本信,小林公一,古賀良生,田邊裕治,大森豪,佐藤卓
  • 雑誌名: 臨床バイオメカニクス 巻: 31 ページ: 341-348
  • 査読あり
• [雑誌論文] 脛骨骨形状コンピュータモデルの座標系自動構築法 (2010)
  • 著者名/発表者名: 解晨,笹川圭右,古賀良生,佐藤卓,谷藤理,坂本信,小林公一,田邊裕治
  • 雑誌名: 臨床バイオメカニクス 巻: 31 ページ: 333-340
  • 査読あり
• [学会発表] 膝蓋骨トラッキングの生体内測定と有限要素法による膝蓋大腿関節の接触解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 小林公一,坂本信,Li G
  • 学会等名: 第25回日本機械学会バイオエンジニアリング講演会
  • 発表場所: つくば
  • 年月日: 20130000
• [学会発表] イメージマッチングによる膝関節接触状態評価法の実験的検証,CT骨モデルとMRI骨モデルの比較 (2012)
  • 著者名/発表者名: 小林公一,坂本信,豊田貴嗣、田邊裕治,川上健作
  • 学会等名: 日本非破壊検査協会春季講演大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20120000
• [学会発表] イメージレジストレーションによる膝関節接触機構評価法の実験的検証 (2012)
  • 著者名/発表者名: 小林公一,坂本信,田邊裕治
  • 学会等名: 日本機械学会2012年度年次大会
  • 発表場所: 金沢
  • 年月日: 20120000
• [学会発表] The anatomic coordinate system setting to knee MRI model (2011)
  • 著者名/発表者名: Sasagawa K, Kobayashi K, Koga Y, SakamotoM, Tanabe Y, Omori G, Sato T
  • 学会等名: Trans. 57th ORS
  • 発表場所: Long Beach, USA.
  • 年月日: 20110000
• [学会発表] Accuracy examination of automated image registration for hip alignment assessment (2011)
  • 著者名/発表者名: Kai S, Kobayashi K, Tokunaga K, Koga Y, Sato T, Omori G, Sakamoto M, Tanabe Y
  • 学会等名: Trans. 57th ORS
  • 発表場所: Long Beach, USA
  • 年月日: 20110000
• [学会発表] In vivo articular contact behavior of tibiofemoral joint during weight-bearing activities (2011)
  • 著者名/発表者名: obayashi K, Toyoda T, Sakamoto M, Tanabe Y, Omori G, Koga Y
  • 学会等名: Trans. 57th ORS
  • 発表場所: Long Beach, USA
  • 年月日: 20110000
• [学会発表] In vivo pre and postoperative three-dimensional knee kinematics n unicompartmental knee arthroscopy (2011)
  • 著者名/発表者名: Mochizuki T, Sato T, Yamagiwa H, Tanifuji O, Kobayashi K, Omori G, Koga Y
  • 学会等名: Trans. 57th ORS
  • 発表場所: Long Beach, USA
  • 年月日: 20110000
• [学会発表] An automated method to construct joint coordinate system (JCS) for the femur (2011)
  • 著者名/発表者名: Kai S, Koga Y, Sato T, Omori G, Sakamoto M, Kobayashi K, Tanabe Y
  • 学会等名: Trans. 57th ORS
  • 発表場所: Long Beach, USA
  • 年月日: 20110000
• [学会発表] Estimation of in-vivo quadriceps forces of the knee - combined in-vivo patellofemoral joint kinematics measurement and inite element prediction - (2011)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi K, Li G
  • 学会等名: ASME 2011 Summer Bioengineering Conf
  • 発表場所: Farmington, USA
  • 年月日: 20110000
• [学会発表] 下肢アライメント評価法におけるMRIの影響 (2011)
  • 著者名/発表者名: 笹川圭右,小林公一,坂本信,田邊裕治,古賀良生
  • 学会等名: 日本機械学会第23回バイオエンジニアリング講演会
  • 発表場所: 熊本.
  • 年月日: 20110000
• [学会発表] 股関節3次元アライメント評価における自動イメージマッチング法の精度検証 (2011)
  • 著者名/発表者名: 棚橋功祐,解晨,小林公一,田邊裕治,徳永邦彦,湊泉,古賀良生,佐藤卓
  • 学会等名: 日本機械学会第23回バイオエンジニアリング講演会
  • 発表場所: 熊本
  • 年月日: 20110000
• [学会発表] 膝深屈曲時における膝蓋大腿関節の生体内接触特性評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 小林公一,坂本信,Li G
  • 学会等名: 日本非破壊検査協会応力・ひずみ測定部門講演会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 20110000
• [学会発表] 膝深屈曲時における膝蓋大腿関節と膝蓋腱のキネマティクス (2011)
  • 著者名/発表者名: 小林公一,坂本信,Li G
  • 学会等名: 日本非破壊検査協会秋季講演大会
  • 発表場所: 淡路
  • 年月日: 20110000
• [学会発表] 膝関節における生体内接触動態解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 小林公一,坂本信,Li G,田邊裕治,古賀良生,佐藤卓、大森豪
  • 学会等名: 第38回日本臨床バイオメカニクス学会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 20110000
• [学会発表] Articular contact behavior of tibiofemoral joint during weight-bearing activities measured using an image registration technique (2010)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi K, Odagawa K, Toyoda T, Sakamoto M, Tanabe Y, Omori G, Koga Y
  • 学会等名: Abst. 6th World Congress of Biomechanics
  • 発表場所: Singapore
  • 年月日: 20100000
• [学会発表] Creation of three-dimensional digital model for evaluating articular contact behavior (2010)
  • 著者名/発表者名: Toyoda T, Kobayashi K, Odagawa K, Sakamoto M, Sasagawa K, Tanabe Y, Omori G, Koga Y
  • 学会等名: Abst. 6th World Congress of Biomechanics
  • 発表場所: Singapore
  • 年月日: 20100000
• [学会発表] イメージレジストレーションによる大腿脛骨関節の運動力学解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 小田川健一,豊田貴嗣,小林公一,坂本信,田邊裕治
  • 学会等名: 日本機械学会第22回バイオエンジニアリング講演会
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 20100000
• [学会発表] ヒト脛距関節における接触面積の生体内評価 (2010)
  • 著者名/発表者名: 野田口洋成,牧岡諒太,吉田秀義,田邊裕治,小林公一,坂本信
  • 学会等名: 日本機械学会第22回バイオエンジニアリング講演会
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 20100000
• [学会発表] イメージレジストレーションによる膝関節の生体内接触挙動評価 (2010)
  • 著者名/発表者名: 小林公一,小田川健一,豊田貴嗣,坂本信,田邊裕治
  • 学会等名: 日本機械学会北信越支部第47期総会・講演会
  • 発表場所: 新潟
  • 年月日: 20100000
• [学会発表] 膝骨幹端モデルによる立位下肢状態解析の精度検証 (2010)
  • 著者名/発表者名: 笹川圭右,小林公一,坂本信,田邊裕治,古賀良生
  • 学会等名: 日本機械学会北信越支部第47期総会・講演会
  • 発表場所: 新潟
  • 年月日: 20100000
• [学会発表] イメージマッチングによる膝関節接触状態評価法の実験的検証 (2010)
  • 著者名/発表者名: 豊田貴嗣,小林公一,坂本信,大森豪,古賀良生,田邊裕治
  • 学会等名: 第38回日本臨床バイオメカニクス学会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 20100000
• [学会発表] 透視X線画像を用いた人工膝関節単顆置換術前後の3次元運動解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 望月友晴,佐藤卓,山際浩史,谷藤理,小林公一,渡辺聡,古賀良生,大森豪,遠藤直人
  • 学会等名: 第38回日本臨床バイオメカニクス学会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 20100000
• [学会発表] MRIモデルを用いた下肢アライメントの3次元評価法-切断肢による検証- (2010)
  • 著者名/発表者名: 笹川圭右,小林公一,古賀良生,坂本信,田邊裕治,佐藤卓,大森豪
  • 学会等名: 第38回日本臨床バイオメカニクス学会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 20100000