臨床整形外科55巻8号

2020年08月発行

特集 整形外科×人工知能

情報処理技術(IT)を用いた側弯症手術の解剖学的4D矯正と人工知能に対する展望

著者： 須藤英毅¹

所属機関： ¹北海道大学大学院医学研究院脊椎・脊髄先端医学分野

ページ範囲：P.913 - P.918

　脊柱変形矯正手術におけるロッドの曲げ形成は，術者の経験や勘に大きく依存する．患者脊柱に適合していない場合には十分な矯正が得られず，spring-backによる矯正損失も生じる．これまでに，特発性側弯症においてロッド形状により時空的観点を取り入れた解剖学的4D矯正手術が可能であることを実証し，こうした次世代型手術治療を容易に実現できる脊柱変形矯正用インプラントを開発してきた．その際，脊椎やインプラントに負荷される応力をリアルタイムで確認できる動的シミュレーションプログラムも同時開発したので紹介する．

参考文献

1) Ito M, Abumi K, Kotani Y, et al. Simultaneous double-rod rotation technique in posterior instrumentation surgery for correction of adolescent idiopathic scoliosis. J Neurosurg Spine 2010;12(3):293-300.

2) Sudo H, Ito M, Abe Y, et al. Surgical treatment of Lenke 1 thoracic adolescent idiopathic scoliosis with maintenance of kyphosis using the simultaneous double-rod rotation technique. Spine (Phila Pa 1976) 2014;39(14):1163-9.

3) Sudo H, Abe Y, Abumi K, et al. Surgical treatment of double thoracic adolescent idiopathic scoliosis with a rigid proximal thoracic curve. Eur Spine J 2016;25(2):569-77.

4) Hasegawa K, Okamoto M, Hatsushikano S, et al. Standing sagittal alignment of the whole axial skelton with reference to gravity line in humans. J Anat 2017;230(5):619-30.

5) Sudo H, Abe Y, Kokabu T, et al. Impact of multilevel facetectomy and rod curvature on anatomical spinal reconstruction in thoracic adolescent idiopathic scoliosis. Spine (Phila Pa 1976) 2018;43(19):E1135-42.

6) Sudo H, Abe Y, Kokabu T, et al. Correlation analysis between change in thoracic kyphosis and multilevel facetectomy and screw density in main thoracic adolescent idiopathic scoliosis surgery. Spine J 2016;16(9):1049-54.

7) Kokabu T, Sudo H, Abe Y, et al. Effects of multilevel facetectomy and screw density on postoperative changes in spinal rod contour in thoracic adolescent idiopathic scoliosis surgery. PLoS One 2016;11(8):e0161906.

8) Kokabu T, Kanai S, Abe Y, et al. Identification of optimized rod shapes to guide anatomical spinal reconstruction for adolescent thoracic idiopathic scoliosis. J Orthop Res 2018;36(12):3219-24.

9) Yamada K, Sudo H, Iwasaki N, et al. Mechanical analysis of notch-free pre-bent rods for spinal deformity surgery. Spine (Phila Pa 1976) 2020;45(6):E312-8.

10) Aoyagi K, Wang H, Sudo H, et al. Simple method to construct process maps for additive manufacturing using support vector machine. Addit Manuf 2019;27:353-62.

11) 須藤英毅，金井　理，小甲晃史・他．4D-有限要素解析シミュレーションによる術前計画と積層造形技術を含む脊柱変形矯正用カスタムメイドインプラントの開発．整形外科診療における最先端技術．別冊整形外科2019；1(75)；218-21．