深層学習による糖尿病足病変再発リスクに応じた歩行支援プログラムの構築
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19K12915
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 90150:Medical assistive technology-related
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| Research Institution | Aichi Shukutoku University (2021-2022)
Seijoh University (2019-2020) |
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Principal Investigator |
林 久恵 愛知淑徳大学, 健康医療科学部, 教授 (80444404)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
河野 健一 国際医療福祉大学, 成田保健医療学部, 准教授 (10638480)
岩本 哲哉 国立保健医療科学院, その他部局等, 主任研究官 (40782412)
小池 孝康 岐阜保健大学短期大学部, その他部局等, 助教 (10720253)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2022: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2021: ¥260,000 (Direct Cost: ¥200,000、Indirect Cost: ¥60,000)
Fiscal Year 2020: ¥260,000 (Direct Cost: ¥200,000、Indirect Cost: ¥60,000)
Fiscal Year 2019: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
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| Keywords | 糖尿病性足潰瘍 / 歩行 / LEAD / CLTI / 透析患者 / 活動量 / 階層的クラスタリング / ディープクラスタリング / リスクの層別化 / 糖尿病足病変 / 深層学習 / リハビリテーション / 強化学習 |
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| Outline of Research at the Start |
糖尿病性足潰瘍の再発予防には、足底負荷量の管理が不可欠であることが指摘されている。しかし、定量的評価ができない環境で、活動時の負荷量増大に伴うリスクを考慮し、歩行練習を安全に進めることは経験を有する理学療法士においても困難な課題であった。
本研究では、機械学習の援用により足部潰瘍の再発リスクを抽出し、リスクに応じた歩行再建支援プログラムを作成し、多施設共同研究により足潰瘍再発予防効果を検証する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
４年度目は、糖尿病足病変再発リスクに応じた歩行支援プログラムの効果検証を完了予定であったが、昨年度に引き続き、新型コロナウィルス感染拡大予防対策により研究活動が制限されたため、歩行支援プログラムの効果検証は行えなかった。
そこで、歩行支援プログラムの構築に向けた準備として、これまでの研究で転機が不良であることが確認された透析症例について検討を行った。 透析症例は、透析実施日の活動量が透析非実施日の50％程度であることが確認できているため、透析実施日と透析非実施日の活動状況の詳細について解析を進めた。対象者の胸部および下肢にセンサーを装着し、装着中の姿勢の変化、心拍応答、歩数を連続的に記録し解析を行った。その結果、歩数についてはこれまでと同様に透析実施日は透析非実施日よりも少なかった。さらに座位で過ごしている時間帯（午後～夕方）の心拍変動を透析実施日と透析非実施日で比較を行ったところ、周波数解析の結果から透析実施日は透析非実施日よりも低周波成分と高周波成分の比 （LF/HF）の変動が大きいことが確認された。また、一部の対象者については歩行中に下腿および大腿に電極を貼付して記録した表面筋電図についても解析を行った。その結果、動脈の血流障害および筋力低下を呈する下肢の内側腓腹筋においては、最大努力歩行時の平均振幅を1とした場合、通常歩行時の平均振幅の比が0.77-0.90と高く、通常歩行においても最大努力歩行に近い状態で筋が活動していることが分かった。
以上の結果より、透析後の時間帯は強度の高い活動は避け、歩行や活動を安全に遂行できる時間帯に設定すること、また下肢の血流障害や著明な筋力低下がみられる場合は通常歩行であっても高負荷となる可能性があることを考慮しプログラムを構築する必要があると考えられた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
測定可能な状況が整った時期には測定を行ったが、検討に必要な対象者数を十分に確保することはできなかった。測定継続にあたり、倫理審査が再度必要になる研究協力施設もあり（人員異動・感染対策にともなう測定環境や実施条件の制約等）予定通りに進まなかったが、施設の方針に従って継続できる状況を整えてきたので引き続き、測定を進めていきたい。
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| Strategy for Future Research Activity |
引き続き、研究協力施設の感染対策指針に従い研究を進められる状況が整った際には短期間であっても可能な範囲で積極的に測定を実施する。
測定器については感染対策の視点も考慮し、適した機器を使用し測定結果を蓄積していく。
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Report
(4 results)
Research Products
(16 results)
