2024 Fiscal Year Annual Research 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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2020-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 腰椎分離症 / 成長期 / 生体信号 / ウェーブレット |
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| Outline of Annual Research Achievements |
【研究の目的】本研究の目的は新たな周波数解析手法であるWavelet時間周波数解析を用いて人工骨による腰椎分離症モデルに対する判別精度を検証すること、ならびに腰椎分離症（生体）を用いて音振判定システムによる判別精度を検証すること。
【研究の方法】我々は腰椎分離症を早期に検出するための音振判定システムを株式会社エルメックと共同開発した。叩打治具を腰椎棘突起にあて、叩打を行うと脊椎内を反射した振動信号を叩打装置内のコンデンサマイクロフォンが受波し、AD変換装置、アンプを介して信号を増幅しPC内に取り込まれる。デジタル化された振動信号に対してWavelet時間周波数解析を行い、時間あたりの周波数特性を算出した。試験実験において人工骨（SAW1352-10：SAWBONES USA）による腰椎分離症モデルを作成し、人工骨正常腰椎との比較を行った。また、腰椎分離症（生体）に対する音振判定システムの検証を行った。症例は23歳男性で14歳頃に腰痛を認め近医を受診したところ、第5腰椎の腰椎分離症と診断された。その後経過観察していたが、現在まで腰痛を繰り返していた。
【研究成果】音振判定システム適応後のヒートマップにおいて、周波数帯域としては近似した値を示したことから、叩打後の後半に受波した信号は椎弓部の振動特性を表しているものと考えられる。人工骨による腰椎分離症モデルで示された棘突起への叩打信号の解析結果と第5腰椎に分離症を有する生体の腰椎への叩打信号の解析結果は近似した値を示した。脊椎棘突起に与える骨叩打信号に対する時間周波数解析（Wavelet解析）は、腰椎分離症の判別に関して生体にも適応できる可能性を有していると考えられた。
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