臨床整形外科50巻8号

2015年08月発行

Lecture

人工股関節の三次元評価と骨座標系の問題点—日本CAOS研究会の2014年指針を中心に

著者： 高尾正樹¹ 菅野伸彦²

所属機関： ¹大阪大学大学院医学系研究科器官制御外科学 ²大阪大学大学院医学系研究科運動器医工学治療学

ページ範囲：P.765 - P.771

はじめに

　近年コンピュータ技術の発達ともに，人工股関節の三次元術前計画や手術シミュレーション研究が比較的容易に行えるようになった．一方でインプラントアライメント，可動域の表記方法，インプラントの位置角度計測のための骨座標系などは統一されておらず，研究成果の互換性が得られず研究者相互の議論に支障を来すケースがみられるようになってきた．骨座標系はインプラントアラメントや関節可動域の数値の基準となるため，その種類が異なれば解析結果に大きな影響を及ぼす．まずは複数ある骨座標系の相違を理解することが重要であり，そのうえでどの座標系がどのような解析に適するかを検討する必要がある．またインプラントアライメントや関節可動域の表記方法も複数あることを理解する必要がある．2007年に創設された日本CAOS(Computer Assisted Orthopaedic Surgery)研究会では，この人工股関節三次元評価方法の課題に対して，2014年の第8回研究会のパネルディスカッションにおいて公開議論を行った．その後，世話人を中心としたワーキンググループによって“人工股関節三次元評価方法の指針(2014年版)”を作成し，ホームページ(http://www.ome.med.osaka-u.ac.jp/pukiwiki/)で公開した．統一した標準法が決定できなかったので，指針では複数の方法を提示し，その中でも日本CAOS研究会として推奨するものを示すかたちをとった．その内容と推奨根拠を中心に，インプラントアライメントや関節可動域の表記方法や骨座標系の問題点について詳述する．

参考文献

1) Grood ES, Suntay WJ:A joint coordinate system for the clinical description of three-dimensional motions:application to the knee. J Biomech Eng 105:136-144, 1983

2) Iwana D, Nakamura N, Miki H, et al:Accuracy of angle and position of the cup using computed tomography-based navigation systems in total hip arthroplasty. Comput Aided Surg 18:187-194, 2013

3) Kingsley PC, Olmsted KL:A study to determine the angle of anteversion of the neck of the femur. J Bone Joint Surg Am 30:745-751, 1948

4) Kitada M, Nakamura N, Iwana D, et al:Evaluation of the accuracy of computed tomography-based navigation for femoral stem orientation and leg length discrepancy. J Arthroplasty 26:674-679, 2011

5) Lewinnek GE, Lewis JL, Tarr R, et al:Dislocations after total hip-replacement arthroplasties. J Bone Joint Surg Am 60:217-220, 1978

6) McKibbin B:Anatomical factors in the stability of the hip joint in the newborn. J Bone Joint Surg Br 52:148-159, 1970

7) Murray DW:The definition and measurement of acetabular orientation. J Bone Joint Surg Br 75:228-232, 1993

8) Nishihara S, Sugano N, Nishii T, et al:Measurements of pelvic flexion angle using three-dimensional computed tomography. Clin Orthop Relat Res 411:140-151, 2003

9) Sato T, Koga Y, Sobue T, et al:Quantitative 3-dimensional analysis of preoperative and postoperative joint lines in total knee arthroplasty:a new concept for evaluation of component alignment. J Arthroplasty 22:560-568, 2007

10) Sugano N, Nishii T, Miki H, et al:Mid-term results of cementless total hip replacement using a ceramic-on-ceramic bearing with and without computer navigation. J Bone Joint Surg Br 89:455-460, 2007

11) Sugano N, Noble PC, Kamaric E:A comparison of alternative methods of measuring femoral anteversion. J Comput Assist Tomogr 22:610-614, 1998

12) Sugano N, Takao M, Sakai T, et al:Comparison of mini-incision total hip arthroplasty through an anterior approach and a posterior approach using navigation. Orthop Clin North Am 40:365-370, 2009

13) 高尾正樹，西井　孝，坂井孝司・他：3D-CTを用いた骨盤基準座標系の比較．Hip Joint 35：583-585，2009

14) 高尾正樹，西井　孝，坂井孝司・他：大腿骨前彎，側彎がステムアライメントに与える影響　309大腿骨のCT解析．日整会誌84：S103，2010

15) 高尾正樹，坂井孝司，中原一郎・他：大腿骨の機能軸とステム軸との関係．可動域評価に対する影響．Hip Joint 36：169-170，2010

16) 田中健之，高尾正樹，坂井孝司・他：大腿骨前彎，外彎がステムアライメントに与える影響　531大腿骨のCT解析．中部整災誌56：260，2013

17) Wu G, Siegler S, Allard P, et al:ISB recommendation on definitions of joint coordinate system of various joints for the reporting of human joint motion--part I:ankle, hip, and spine. International Society of Biomechanics. J Biomech 35:543-548, 2002

18) Yoshioka Y, Siu D, Cooke TD:The anatomy and functional axes of the femur. J Bone Joint Surg Am 69:873-880, 1987