重度変形性膝関節症におけるlateral thrust発生メカニズムの解明

阐明严重膝骨关节炎产生侧向推力的机制

• 批准号: 20K11261
• 负责人: 深谷 隆史
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Tsukuba International University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K11261/
• 关键词: 重度変形性膝関節症; 歩行; 有限要素解析; 筋骨格モデル; lateral thrust; CT有限要素解析法

昨年度は健常者を対象として、歩行立脚期における前額面の膝関節角度を変化させることにより筋骨格モデルのシミュレーションソフト（AnyBody)を用いて解析を行ってきたが、本年度は以前より蓄積された症例データの解析を中心に行った。具体的には、重度変形性膝関節症と診断された症例の歩行解析の結果から、歩行立脚初期に見受けられる膝関節の横ぶれ（varus thrust)を前額面における内反方向への膝関節角度変化として算出、比較的その特徴が顕著に現れている症例を数名抽出した。歩行解析の結果から抽出された症例のデータを、筋骨格モデルのシミュレーションソフト（AnyBody)を用いて解析を加えた。その際、症例が歩行立脚初期に呈している膝関節内反角度に関節角度を設定し、膝関節周囲を取り巻く大腿四頭筋（内側広筋、外側広筋、中間広筋、大腿直筋）、大腿二頭筋、半腱様筋等の筋出力の推定値を算出した。実際に行った歩行解析の結果から、歩行立脚初期の床反力の値、膝関節の角度を算出し、さらに筋骨格モデルのシミュレーションソフトから得られた筋出力の推定値を用いて有限要素解析を進めるよう試みた。有限要素解析に先立ち、症例から得られた膝関節のCT画像データより、重度変形性膝関節症における膝関節モデルを作成した。その後、その作成された膝関節モデルに対して、関節角度の設定、床反力や推定された筋出力値を入力することにより膝関節の横方向への応力を求めることを進めている。現在は、膝関節に対して横方向の剪断力が何によって生じているのか、それをどのようにモデルに組み込むかなどいくつかの課題はあるが、今後は、重度変形性膝関節症の病期進行に伴うvarus thrust発生メカニズムや病態解明を行えるように課題を遂行していく予定である。

去年，我们使用肌肉骨骼模型模拟软件（任何人）对健康个体进行了分析，通过在步态姿势阶段更改额叶面部的膝关节角度，但是今年我们专注于分析累积的病例数据一段时间。具体而言，从膝关节严重骨关节炎的病例的步行分析结果中，我们计算了步行姿势早期阶段中膝关节（Virus untust）的横向运动，因为膝关节在膝关节上的变化在前面值的变化方向上的变化，并且它们的特征相对明显。使用肌肉骨骼模型仿真软件（任何人）分析了从步行分析结果中提取的案例数据。此时，将案例在步行的早期阶段呈现的膝关节变量设置为膝关节的差异，并估计股四头肌的肌肉输出（大内侧，大股外侧外侧，股米中，股骨肌肉），二头肌肉，股骨股，半肌动物等。我们试图从实际的步行分析结果，步态姿势的结果中计算出地板反应力值和膝关节角度，然后使用从模拟软件获得的肌肉骨骼模型获得的估计肌肉输出进行有限元分析。在进行有限元分析之前，基于从病例中获得的膝关节的CT图像数据创建了用于严重骨关节炎的膝关节模型。之后，通过设置关节角，输入地板反应力和估计的肌肉输出值，制备了膝关节模型，以确定膝关节侧向的应力。当前，有几个问题，例如导致膝盖关节的侧向剪力以及如何将其纳入模型的原因，但是在将来我们计划执行任务，以便我们可以阐明膝盖严重骨关节炎的阶段变化的机理。

项目成果

重度変形性膝関節症患者に対するTKAの施行が歩行立脚期の膝関節力に与える影響

全膝关节置换术对重度膝骨关节炎患者步行站立期膝关节力的影响

• 发表时间: 2021
• 作者: 深谷隆史;六崎裕高
• 通讯作者: 六崎裕高

TKA施行後の前額面における運動学的および力学的変数に着目した歩行解析

步态分析重点关注 TKA 后额面的运动学和机械变量

• 发表时间: 2020
• 作者: 深谷隆史;六崎裕高
• 通讯作者: 六崎裕高

膝内反角度の違いが膝伸展発揮モーメントと筋発揮張力の推定に与える影響

膝内翻角差异对膝关节伸展力矩和肌张力估计的影响

• 发表时间: 2021
• 作者: 深谷隆史;六崎裕高;森浩一;渡邉城大
• 通讯作者: 渡邉城大