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2014 年度 実績報告書

新世代手術デバイスによる超高精度四肢矯正方法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 23390362
研究機関大阪大学

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)

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), 寄附講座教授 (40294061)
吉川 秀樹  大阪大学, 医学(系)研究科(研究院), 理事・副学長 (60191558)
研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2016-03-31
キーワード変形矯正 / コンピュータシミュレーション / 矯正骨切術
研究実績の概要

【模擬手術実験と精度調査のフィードバック】H24年度より行ってきた模擬手術実験での結果をフィードバックしてシミュレーション、デバイス設計、手術術式の改良を行い、精度の向上を確認した。
方法:前年と同様、標本骨(上腕骨・前腕骨各6体)をCT撮影した後、コンピューター骨モデルを作成して、一定の角度変形させた骨切りシミュレーションを行い、このシミュレーションを実現する骨切りデバイスの設計を行った。この際、設置位置確認用のガイドホールをデバイスに設定する。実験ではデバイスを骨に設置した後にガイドホールにワイヤーを刺入して予定通りの解剖学的ランドマークに刺入されていることを確認。引き続きガイドに従ってスクリュー刺入孔を作成、インプラントを用いて骨を固定する。CT撮影を行ってソフトウェア上で強制骨切りの3次元精度を求めた。
結果:デバイスの設置位置誤差は上腕骨で1.5度、1mm未満、橈骨で1°、1mm未満、最終的な矯正誤差は上腕骨で2度、1.5mm未満、橈骨で1°、1mm未満であり、臨床上高度に正確といえる精度を達成した。
【ソフトウェア改良】上記に併せて各実験段階で改善が必要であると判明したソフトウェア機能の改良を期間を通して実施した。特に、ブーリアン演算(骨モデルの和分・差分の計算)におけるエラーに関しては、H27年度に繰り越して修正した。
【臨床応用・適応拡大】前腕変形治癒、内反肘、橈骨遠位端など、四肢全般を対象とする臨床研究の倫理委員会承認を得た。
【カスタムインプラントヘの発展】カスタムデバイスと併せてカスタム骨接合インプラントの開発を協力企業とともに行っている。矯正シミュレーションに基づき、デバイスとインプラントを患者毎に最適化することで手術の正確性と簡便性が飛躍的に向上させるためのインプラントの設計・製造手法を開発中である。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 3件、 招待講演 5件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Postoperative accuracy analysis of three-dimensional corrective osteotomy for cubitus varus deformity with a custom-made surgical guide based on computer simulation.2015

    • 著者名/発表者名
      Omori S, Murase T, Oka K, Kawanishi Y, Oura K, Tanaka H, Yoshikawa H.
    • 雑誌名

      J Shoulder Elbow Surg

      巻: 24 ページ: 242-9

    • DOI

      10.1016/j.jse.2014.08.020

    • 査読あり
  • [雑誌論文] In vivo 3-dimensional analysis of stage III Kienbock disease: pattern of carpal deformity and radioscaphoid joint congruity2015

    • 著者名/発表者名
      Kawanishi Y, Moritomo H, Omokawa S, Murase T, Sugamoto K, Yoshikawa H.
    • 雑誌名

      J Hand Surg Am

      巻: 40 ページ: 74-80

    • DOI

      10.1016/j.jhsa.2014.10.035

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Three-dimensional corrective osteotomy using a patient-specific osteotomy guide and bone plate based on a computer simulation system: accuracy analysis in a cadaver study2014

    • 著者名/発表者名
      Omori S, Murase T, Kataoka T, Kawanishi Y, Oura K, Miyake J, Tanaka H, Yoshikawa H.
    • 雑誌名

      Int J Med Robot

      巻: 10 ページ: 196-202

    • DOI

      10.1002/rcs.1530

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Three-dimensional corrective osteotomy for cubitus varus deformity with use of custom-made surgical guides2014

    • 著者名/発表者名
      Murase T, Takeyasu Y, Oka K, Kataoka T, Tanaka H, H Yoshikawa.
    • 雑誌名

      JBJS Essential Surgical Technique

      巻: 4 ページ: 1-7

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Arthroscopic debridement in the treatment of patients with osteoarthritis of the elbow, based on computer simulation2014

    • 著者名/発表者名
      Miyake J, Shimada K, Oka K, Tanaka H, Sugamoto K, Yoshikawa H, Murase T.
    • 雑誌名

      Bone Joint J

      巻: 96-b ページ: 237-41

    • DOI

      10.1302/0301-620x.96b2.30714

    • 査読あり
  • [学会発表] 上肢変形矯正の3Dシミュレーション手術2015

    • 著者名/発表者名
      Tsuyoshi Murase
    • 学会等名
      第28回日本創外固定・骨延長学会学術集会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2015-03-20 – 2015-03-21
    • 招待講演
  • [学会発表] Patient Matched Instrument in Hand and Upper Extremity Surgery2014

    • 著者名/発表者名
      Tsuyoshi Murase
    • 学会等名
      Peking University International Symposium on the application of 3D-printing in Orthopaedics
    • 発表場所
      Beijing, China
    • 年月日
      2014-12-13
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 3D corrective osteotomy of malunited upper extremity fracutres2014

    • 著者名/発表者名
      Tsuyoshi Murase
    • 学会等名
      10th APFSSH
    • 発表場所
      Kuala Lumpr, Malaysia
    • 年月日
      2014-10-01 – 2014-10-03
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Patient Matched Instrument in Hand Surgery2014

    • 著者名/発表者名
      Murase Tsuyoshi
    • 学会等名
      International Symposium on the Applications of 3D Printing (Rapid Prototyping) in Orthopaedics
    • 発表場所
      Hong Kong, China
    • 年月日
      2014-09-20
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 三次元シミュレーション技術を応用した患者適合型上肢変形矯正術2014

    • 著者名/発表者名
      村瀬 剛
    • 学会等名
      第57回日本手外科学会学術集会
    • 発表場所
      宜野湾
    • 年月日
      2014-04-17 – 2014-04-18
    • 招待講演
  • [図書] Computer-Assisted Musculoskeletal Surgery. [Chapter 19. Computer Simulation Surgery for Deformity Correction of the Upper Extremity]2015

    • 著者名/発表者名
      Murase Tsuyohsi (Lucas E. Ritacco et al ed)
    • 総ページ数
      326
    • 出版者
      Springer International Publishing
  • [図書] 肘関節手術のすべて[ II肘関節疾患の治療 内反肘・外反肘]2015

    • 著者名/発表者名
      村瀬 剛(今谷潤也 編)
    • 総ページ数
      407
    • 出版者
      メジカルビュー社

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公開日: 2017-01-06  

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