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Development of an artificial intelligence system to identify treatment strategies in long-term care services

Research Project

Project/Area Number 20K21775
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Medium-sized Section 59:Sports sciences, physical education, health sciences, and related fields
Research InstitutionKansai Medical University

Principal Investigator

HASE Kimitaka  関西医科大学, 医学部, 教授 (80198704)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 田口 周  関西医科大学, 医学部, 助教 (40786191)
Project Period (FY) 2020-07-30 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
Fiscal Year 2022: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2020: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Keywords高齢者 / 動作分析 / 人工知能 / 介護保険 / 介護保険診療 / 片麻痺歩行 / 動作解析 / 起居動作
Outline of Research at the Start

リハビリテーション治療戦略の定式化には、リハビリテーション評価に基づいてより高い治療効果が得られる方法を選定する手続きが必要である。そこで、健常者からのずれの大きさを複数の解析指標からなる基本空間からのマハラノビスの距離として表し、治療効果の変化量を規定する解析指標の組合せを、マルコフ連鎖モンテカルロ法による確率分布から探索する。本法を介護保険診療でのリハビリテーション治療に適用し、介護診療に関わる療法士および関連職種の教育に貢献することを目指す。

Outline of Final Research Achievements

The clinical feature selection of baseline variables obtained from a quantitative motion analysis includes two aspects: understanding the biomechanical and pathophysiological mechanisms, and predicting the treatment outcome. In this study, a 3D motion database containing data on walking, stepping the stairs, picking things up from the floor, standing and sitting performance in 105 older adults aged 60 to 83 was created. A new insight to help improve clinical practice for geriatric rehabilitation can be derived from the expanded initial features. As an example, hierarchical cluster analysis of stair descent 3D data identified elderly participants with reduced balance ability as the extension type characterized by a backward tilt of the thighs and torso through the flexion of the knee joints as well as the rotation type characterized by a trunk rotation towards the trailing limb side during the controlled lowering phase.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

要介護・要支援者が抱える機能的問題を解明し、社会生活活動の拡大を図る介護保険診療において、本研究で構築した生活関連動作や併存疾患指標、認知機能スコアを含む歩行ならびに起居動作の3Dデータベースは、臨床的意思決定を助ける特徴量の重要度サンプリングを可能にする。転倒予防などの安全面と歩行耐久性といった活動再建の両面から網羅的にアプローチする治療アルゴリズムを形成することでリハビリテーション治療効果を最大化し、要介護・要支援者を支える家族を含めたQOL向上に寄与する。さらに、活動制限に影響している病態の理解を深め、その治療目標を可視化できるようになることで介護保険診療を担う療法士の教育に貢献する。

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2023 2022 2021 2020

All Journal Article (1 results) Presentation (9 results) (of which Invited: 8 results) Patent(Industrial Property Rights) (2 results)

  • [Journal Article] 人工知能システムを用いた歩行分析によるリハビリテーション治療の展開2022

    • Author(s)
      長谷公隆、鈴木良和、牛久保智宏
    • Journal Title

      Medical Rehabilitation

      Volume: 278 Pages: 28-35

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 片麻痺患者のバランス能力と歩行耐久性に関与する歩行関連指標の抽出2023

    • Author(s)
      長谷公隆、森公彦、脇田正徳、牛久保智宏
    • Organizer
      日本リハビリテーション医療DX研究会第1回学術集会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 歩行分析から見えるリハビリテーション治療の効果2022

    • Author(s)
      長谷公隆
    • Organizer
      第59回日本リハビリテーション学会学術集会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 課題特異的練習と機械学習を用いた特徴量抽出に基づくリハビリテーション治療2022

    • Author(s)
      長谷公隆
    • Organizer
      第59回日本リハビリテーション学会学術集会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 歩行分析に基づいた片麻痺歩行の下肢装具療法2022

    • Author(s)
      長谷公隆、間野直人、中條雄太、森公彦
    • Organizer
      第59回日本リハビリテーション学会学術集会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] リハビリテーションの現在地と未来2022

    • Author(s)
      長谷公隆
    • Organizer
      第34回大阪府理学療法学術集会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 臨床神経生理学の進歩とリハビリテーション医療デジタルトランスフォーメーション 歩行分析データに基づくリハビリテーション治療2022

    • Author(s)
      長谷公隆
    • Organizer
      第52回日本臨床神経生理学会学術大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] リハビリテーション治療における歩行分析の役割2021

    • Author(s)
      長谷公隆
    • Organizer
      第5回日本リハビリテーション医学会秋季学術集会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 定量的歩行分析に基づくリハビリテーション治療の展開2021

    • Author(s)
      長谷公隆
    • Organizer
      第26回日本基礎理学療法学会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 臨床的意思決定に向けた定量的歩行分析2020

    • Author(s)
      長谷公隆
    • Organizer
      第35回日本整形外科学会基礎学術集会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Invited
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 情報処理装置、有用パラメータ選択方法及びプログラム2021

    • Inventor(s)
      牛久保智宏、長谷公隆
    • Industrial Property Rights Holder
      アニマ株式会社、学校法人関西医科大学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2021
    • Acquisition Date
      2022
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 情報処理装置、有用パラメータ選択方法及びプログラム2021

    • Inventor(s)
      牛久保智宏、長谷公隆
    • Industrial Property Rights Holder
      牛久保智宏、長谷公隆
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2021
    • Related Report
      2021 Research-status Report

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Published: 2020-08-03   Modified: 2024-01-30  

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