2021 Fiscal Year Research-status Report
Development of detecting system for lumbar spondylolysis using vibration signal analysis.
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20K12696
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| Research Institution | Kitasato University |
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Principal Investigator |
渡邊 裕之 北里大学, 医療衛生学部, 准教授 (40348602)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 腰椎分離症 / 腰椎分離モデル / 骨叩打信号 / Wavelet解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
骨振動信号を用いた腰椎分離症補助診断装置の開発は2020年度に完了し、2021年度は振動信号の解析システム（周波数分析用アプリケーション）の開発ならびに改良を実施した。本解析システムは従来FFTによる周波数解析を行っていたが、時間周波数解析へと改変しWavelet解析を採用した。Wavelet解析の特徴として基底関数の選定により分析精度を向上させることが可能である。現行のシステムでは基底関数にモルレーを使用しているが、ほかにガボールなど腰椎分離症に適合した基底関数を探索中である。また、時間周波数解析への変更により、骨に伝導する信号以外に機器からの叩打によって発生する信号をキャンセルするなど解析対象とする信号の取り込み精度を改善した。また、本装置を試験的に確認するための腰椎分離モデルをシリコンゴムとウレタンフォーム材を利用して固定し、骨の固定を生体内に近い条件となるように作成した。
現在のところ、腰椎分離モデルによる検証は継続している。腰椎の分離モデルは健常モデルと比較して全体の周波数帯域が低周波方向へ移動するとともに振動信号の継続時間の延長が認められている。この振動信号の延長に関してはWavelet解析を採用したことにより明らかとなっている。Wavelet解析は情報量が多く解析に時間を必要とするものの、詳細な分析を可能とするためマーカーとなる周波数特性を明らかにすることが期待できる。
昨年度に引き続き、コロナ禍による影響で腰椎分離症を有するスポーツ選手を用いた検証ができなかった。現在のところ、メディカルチェックが実施可能な状況に回復しつつあるので、可能な範囲で生体を利用した検証を開始したいと考えている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の研究計画では2021年度までに腰椎分離症補助診断装置の開発予定であったが、すでに2020年度に開発が完了している。このため、研究計画に予定していなかった解析システムの応用を実施することが可能となり、時間周波数解析を採用するに至った。
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| Strategy for Future Research Activity |
2022年度は計画通り機器の精度の検証を継続し、安全性について確認を行う。また、コロナ禍が徐々に終息方向にあるので、可能な範囲でメディカルチェックを実施し、生体を対象とする検証を行っていく。また、学会や学術雑誌への公表を予定している。
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| Causes of Carryover |
次年度使用額が生じた理由は、コロナ禍による影響で当初予定していたメディカルチェックに合わせた機器の検証が実施できなかったため。
今後の使用計画は、コロナ禍が終息していないものの、スポーツ活動は順次再開しているためメディカルチェックも再開の予定である。したがって、メディカルチェックに合わせた機器の妥当性と信頼性の検証について当初の予定回数に合わせて実施を計画している。
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