低侵襲・高精度骨折整復・治療支援システムの開発

文献情報

• 文献番号: 201011002A
• 報告書区分: 総括
• 研究課題名: 低侵襲・高精度骨折整復・治療支援システムの開発
• 課題番号: H20-ナノ・一般-002
• 研究年度: 平成22(2010)年度
• 研究代表者(所属機関): 中村 耕三(東京大学医学部附属病院 整形外科・脊椎外科)

研究分担者(所属機関)

• 大西　五三男(東京大学医学部附属病院　整形外科・脊椎外科)
• 佐久間　一郎(東京大学大学院 工学系研究科)
• 光石　衛(東京大学大学院 工学系研究科)
• 中島　義和(東京大学ｲﾝﾃﾘｼﾞｪﾝﾄﾓﾃﾞﾘﾝｸﾞﾗﾎﾞﾗﾄﾘｰ)
• 別所　雅彦(東京大学医学部附属病院　整形外科・脊椎外科)
• 大橋　暁(東京大学医学部附属病院　整形外科・脊椎外科)

• 研究区分: 厚生労働科学研究費補助金 厚生科学基盤研究分野 医療機器開発推進研究（低侵襲・非侵襲医療機器（ナノテクノロジー）研究）
• 研究開始年度: 平成20(2008)年度
• 研究終了予定年度: 平成22(2010)年度
• 研究費: 47,500,000円
• 研究者交替、所属機関変更: -

研究報告書（概要版）

研究目的

高齢者の人口比の増加により急増している大腿骨近位部骨折などの下肢の骨折は、自立性を喪失しうる重要な外傷で、低侵襲で安全・正確に治療することが求められる。申請者らはこれまでの研究成果をふまえ、骨折整復の診断・治療計画立案・低侵襲治療・予後の評価といった医療全体のプロセスをコンピュータを使い総合的に統合管理し、高精度かつ高精度な骨折整復をを安全・かつ簡便に実施することを特色とする支援するシステムを開発する。

研究方法

本研究は、１、高度先進術前診断・骨折治療計画立案・シミュレーションシステムの開発､2､コンピュータ支援骨固定術支援システムの開発、３、コンピュータ制御による高精度骨接合治療支援システムの開発、４、高精度骨折治療支援のための診断・治療情報統合化システムの開発、から構成される高精度の骨折整復および低侵襲・高精度の骨接合術を支援する総合的な診断・治療システムの開発を行う。

結果と考察

１、高度先進術前診断・骨折治療計画立案・シミュレーションシステムの開発では、3次元評価の基礎技術を確立し、臨床応用に際し自動化を進めた。2､コンピュータ支援骨固定術支援システムの開発では、ナビゲーションソフトウェアでは2D/3Dレジストレーションの導入を進め、インタフェースの改良を行った。３、コンピュータ制御による高精度骨接合治療支援システムの開発では、骨折整復支援装置に関しては、整復支援装置による術式確認と周辺器具の開発を行った。ナビゲーションシステムとの統合による整復時の動作精度を実験的に評価した。４、高精度骨折治療支援のための診断・治療情報統合化システムの開発では、骨に荷重を負荷する荷重装置を開発し、精度・再現性を評価し、患者への応用を開始した。

結論

本申請での骨折整復・治療支援システム開発により、高精度・正確無比・強固な骨接合・最小侵襲を実現する骨接合ができれば、良好な整復により骨折部の接触面積の増大により、確実かつ早期の骨癒合、早期の荷重歩行・早期の運動療法、インプラントへの負荷軽減が可能である。正確かつ最小侵襲治療により早期離床が可能である。確実・順調な骨癒合により運動機能の順調な回復が期待できれば、治療後に要介護にいたる比率を低減することができ、また介護度の程度も軽減することが可能である。

公開日・更新日

• 公開日: 2011-09-21
• 更新日: -

文献情報

• 文献番号: 201011002B
• 報告書区分: 総合
• 研究課題名: 低侵襲・高精度骨折整復・治療支援システムの開発
• 課題番号: H20-ナノ・一般-002
• 研究年度: 平成22(2010)年度
• 研究代表者(所属機関): 中村 耕三(東京大学医学部附属病院 整形外科・脊椎外科)

研究分担者(所属機関)

• 大西　五三男(東京大学医学部附属病院　整形外科・脊椎外科)
• 佐久間　一郎(東京大学大学院 工学系研究科)
• 光石　衛(東京大学大学院 工学系研究科)
• 中島　義和(東京大学ｲﾝﾃﾘｼﾞｪﾝﾄﾓﾃﾞﾘﾝｸﾞﾗﾎﾞﾗﾄﾘｰ)
• 別所　雅彦(東京大学医学部附属病院　整形外科・脊椎外科)
• 大橋　暁(東京大学医学部附属病院　整形外科・脊椎外科)

• 研究区分: 厚生労働科学研究費補助金 厚生科学基盤研究分野 医療機器開発推進研究（低侵襲・非侵襲医療機器（ナノテクノロジー）研究）
• 研究開始年度: 平成20(2008)年度
• 研究終了予定年度: 平成22(2010)年度
• 研究者交替、所属機関変更: -

研究報告書（概要版）

研究目的

高齢者の人口比の増加により急増している大腿骨近位部骨折などの下肢の骨折は、自立性を喪失しうる重要な外傷で、低侵襲で安全・正確に治療することが求められる。申請者らはこれまでの研究成果をふまえ、骨折整復の診断・治療計画立案・低侵襲治療・予後の評価といった医療全体のプロセスをコンピュータを使い総合的に統合管理し、高精度かつ高精度な骨折整復をを安全・かつ簡便に実施することを特色とする支援するシステムを開発する。

研究方法

本研究は、１、高度先進術前診断・骨折治療計画立案・シミュレーションシステムの開発､2､コンピュータ支援骨固定術支援システムの開発、３、コンピュータ制御による高精度骨接合治療支援システムの開発、４、高精度骨折治療支援のための診断・治療情報統合化システムの開発、から構成される高精度の骨折整復および低侵襲・高精度の骨接合術を支援する総合的な診断・治療システムの開発を行う。

結果と考察

１、高度先進術前診断・骨折治療計画立案・シミュレーションシステムの開発では、3次元評価の基礎技術を確立して専用の評価用ソフトを開発し、臨床使用に向けて自動化を行い操作の簡略化を実現した。2､コンピュータ支援骨固定術支援システムの開発では、ナビゲーションソフトウェアでは、精度向上、機能追加、およびインタフェースの改良を行い、臨床適用および商品化が視野に入った。レーザナビゲーションの開発では、手術周辺機器の開発を行い臨床使用への目処がついた。３、コンピュータ制御による高精度骨接合治療支援システムの開発では、骨折整復支援装置に関して、機械的な精度評価、ナビゲーションシステムとの統合による整復時の動作精度を評価し、手術周辺機器の開発を行った。４、高精度骨折治療支援のための診断・治療情報統合化システムの開発では、骨に荷重を負荷する荷重装置を開発し、精度・再現性を評価し、患者への臨床応用を開始した。

結論

本申請での骨折整復・治療支援システム開発により、高精度・正確無比・強固な骨接合・最小侵襲を実現する骨接合ができれば、良好な整復により骨折部の接触面積の増大により、確実かつ早期の骨癒合、早期の荷重歩行・早期の運動療法、インプラントへの負荷軽減が可能である。正確かつ最小侵襲治療により早期離床が可能である。確実・順調な骨癒合により運動機能の順調な回復が期待できれば、治療後に要介護にいたる比率を低減することができ、また介護度の程度も軽減することが可能である。

公開日・更新日

• 公開日: 2011-09-21
• 更新日: -

行政効果報告

• 文献番号: 201011002C

成果

• 専門的・学術的観点からの成果: 骨折整復の診断・治療計画立案・低侵襲治療・予後の評価といった医療全体のプロセスをコンピュータを使い総合的に統合管理し、高精度かつ高精度な骨折整復をを安全・かつ簡便に実施することを特色とする支援するシステム開発が進められた。
• 臨床的観点からの成果: 高精度・強固な骨接合・最小侵襲を実現する骨接合ができれば、良好な整復により骨折部の接触面積の増大により、確実かつ早期の骨癒合、早期の荷重歩行・早期の運動療法、インプラントへの負荷軽減が可能である。確実・順調な骨癒合により運動機能の順調な回復が期待できれば、治療後に要介護にいたる比率を低減することができ、また介護度の程度も軽減することが可能である。
• ガイドライン等の開発: 厚生労働省医薬食品局審査管理課にて、平成２２年１月１８日、次世代医療機器評価に関して、骨折整復支援装置に関する評価指標が公表された。
• その他行政的観点からの成果: 経済産業省にて、「骨折整復支援システム」として医療機器開発ガイドライン策定事業に2008年6月に公表された。
• その他のインパクト: 2010年6月11日 東京大学産学連携本部主催の第19回科学技術交流フォーラム「先端医療を支える科学技術 －新たな医工連携の創出を目指して－」で、本研究を発表した。; 2011年2月2日 日経産業新聞にて、レーザーナビゲーションシステムが紹介された。

発表件数

• 原著論文（和文）: 13件
• 原著論文（英文等）: 4件
• その他論文(和文): 42件
• その他論文(英文等): 23件
• 学会発表(国内学会): 52件
• 学会発表(国際学会等): 23件
• その他成果(特許の出願): 0件 ; 「出願」「取得」計0件
• その他成果(特許の取得): 0件
• その他成果(施策への反映): 1件
• その他成果(普及・啓発活動): 10件

主な原著論文20編（論文に厚生労働科学研究費の補助を受けたことが明記された論文に限る）

• 原著論文1: Juntaro Matsuyama, Iso Ohnishi, Ryoichi Sakai et al.; A new method for evaluation of fracture healing by echo tracking; ultrasound in Med. & Biol , 34 (5) , 775-783 (2008)
• 原著論文2: Sanghyun Joung, Hongen Liao, Etsuko Kobayashi, Mamoru Mitsuishi et al.; Hazard analysis of fracture-reduction robot and its application to safety design of fracture-reduction assisting robotic system; IEEE Internatinal Conference on Robotics and Automation , 1554-1561 (2010)

公開日・更新日

• 公開日: 2017-06-20
• 更新日: -

収支報告書

• 文献番号: 201011002Z