2021 Fiscal Year Annual Research Report
Risk prediction of ACL injury based on the individual postural strategy
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19K11491
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
小笠原 一生 大阪大学, 医学系研究科, 助教 (70443249)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 姿勢動揺 / 前十字靭帯 / 予防 / バイオメカニクス / 加速度センサ / 判別 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
膝前十字靭帯（ACL）損傷は重篤なスポーツ外傷であり、本邦においても頻度高く発生している。ACL損傷は適切な予防トレーニングによってある程度予防できると報告されているが、予防効率を高めるためには、ハイリスクな選手を事前に特定するスクリーニング手段の確立が望まれる。 本研究の目的は、個人ごとの姿勢動揺の特徴に基づいたACL損傷リスクの予測基盤を確立させることであった。これを達成するため小型ウェアラブル加速度センサによる姿勢動揺の定量化と、ACL損傷の性質を踏まえて最適化された機械学習法を組み合わせた独自手法によってACL損傷者に共通する姿勢動揺の特徴量を前向き的に同定し、個人の危険度を判別できるリスク予測技術の確立に取り組んだ。主たる成果としては、当グループが開発した「片脚ドロップ着地テスト(20cmの台から前方に接地した床反力計上に片脚でジャンプ着地し姿勢を保つテスト)」を用い、研究期間を通じて1097名のアスリートの姿勢動揺データを取得し、大規模なデータベースを構築できた。さらに、床反力データと並行して膝部に取り付けた小型ウェアラブル加速度センサからのデータも取得した。
2020年度以降は新型コロナ感染症のためにデータ計測がほぼ中止となり、さらにスポーツ活動が大きく制限されたことから新規なACL損傷の発生が極めて少なかったため、リスクある姿勢動揺特徴量を学習するためのデータサンプルが不足し、研究計画の変更を余儀なくされた。他方で、2020年度に本研究で取り組んだ小型ウェアラブル加速度センサによる関節動揺の評価法（計測と解析方法）については特許申請を行った。また、本研究で確立した姿勢動揺に着目した下肢外傷リスク評価は、現場実装として、東京オリパラ大会に出場した日本代表女子ハンドボールチームを始めとするトップ選手に活用され、スポーツにおける安全環境づくりに貢献した。
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