| 研究課題/領域番号 |
23390362
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
村瀬 剛 大阪大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (50335361)
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| 研究分担者 |
坂井 孝司 大阪大学, 医学(系)研究科(研究院), 講師 (00444539)
菅本 一臣 大阪大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (40294061)
吉川 秀樹 大阪大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (60191558)
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| 研究期間 (年度) |
2011-04-01 – 2015-03-31
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| キーワード | 整形外科 / 四肢変形 / シミュレーション / 手術デバイス / 矯正 |
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| 研究実績の概要 |
１．前年度に引き続き、キャダバーを用いた精度実証試験を行った。新鮮凍結屍体上肢標本6肢に対してCT撮影を行い、Marching Cubes法に基づいて改良ソフトウェアを用いて上腕骨、橈骨の骨表面モデルを作成した。骨モデルに対してソフトウェア内で一定の角度の変形を作成するようシミュレーションした。シミュレーションを実行するためのガイドを設計して、3Dプリンターで作成した。ガイドを用いた手術を行った後に、カスタムプレートで内固定を行った。術後に再度CTを撮影して、シミュレーションに対する精度を検証した。橈骨遠位では1.0°、1mm未満のガイド設置精度、1.0°、1mm未満、上腕骨では1.5°、1mm未満のガイド設置精度、2.0°、1.5mm未満の手術精度が得られた。
２．上腕骨顆上骨折後の内反肘変形30例に対してコンピューター内で3次元矯正シミュレーションを施行した。シミュレーション通りの手術を施行するための手術ガイドを作成した。手術ではガイドを上腕骨遠位後外側に設置してスリット越しにシミュレーションに準じた骨切を行い、矯正保持用ガイドで矯正位置を保ちながら内固定を行った。内反変形と上腕骨遠位前方傾斜角度は術前18°、25°が術後6°、38°とそれぞれ正常化し、術前の肘過伸展、肩外旋制限も消失した。
３．変形矯正計画に対する基礎データを取得する目的で、現在まで殆ど知られていない前腕骨折変形治癒症例の変形パターに関する調査を行った。21例の前腕骨折変形治癒に対して１と同様の手法で橈骨・尺骨の骨モデルを作成して健側鏡像と比較し、その変形パターンを調べた。橈骨では伸展・回内変形が主体で、特に近位側の変形治癒で多く観察され、それぞれ平均18°、16°であった。尺骨では外反・回内変形が主体でそれぞれ平均11°、6°であった。橈骨の伸展、尺骨の外反変形が前腕回旋可動域制限に関与していた。
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| 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
当初の目標と照らし合わせて、【3．模擬手術実験と精度調査による高精度化】に関して、ソフトウェアの改良では重複トリゴン除去を十分に行ったこと、カスタムプレートを新たに開発したことで、キャダバーを用いた円滑な精度実験が実施出来、良好な結果を得られた。ソフトウェア改良に時間を要したが、計画通りに研究は進行している。【4.術前後の動態機能解析方法の開発】では、変形性肘関節症における術前の形態および動態解析、およびそれに基づいて手術シミュレーションと術後動態解析を進めており、研究計画は順当に進行している。また、変形治癒骨折には経験上一定の傾向が認められることから、従来殆ど知られていない前腕骨折変形治癒のパターン解析を行って、その変形パターンを明らかにするなど臨床上有効な新たな知見を得るなど、一部予定を先取りした研究も行っており、全体としては順調に研究を遂行している。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後の研究としては、臨床研究における術後解析を進め、術後のCTデータから得られたCT骨モデルと術前計画におけるそれを比較することで、実際の手術での精度を求めることとする。また、カスタムプレートを用いた矯正手術に関して、キャダバー試験の良好な結果が得られたために、倫理委員会に諮問の上、臨床応用を進める。また、下肢における本手法の応用にも取り組む予定とする。
動態解析に関しては、臨床上病態評価の困難な上腕骨外顆偽関節例を中心とした術前・術後の病的動態の解明を行い、臨床的有用なデータの取得を目指す。
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