2022 Fiscal Year Research-status Report
画像検査と人工知能の融合による膝関節キネマティクスの予測システムの開発
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22K09325
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
乾 洋 東京大学, 医学部附属病院, 届出研究員 (60583119)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山神 良太 東京大学, 医学部附属病院, 助教 (00722191)
冨田 哲也 森ノ宮医療大学, 保健医療学研究科, 教授 (30283766)
田中 栄 東京大学, 医学部附属病院, 教授 (50282661)
河野 賢一 東京大学, 医学部附属病院, 助教 (50898286)
武冨 修治 東京大学, 医学部附属病院, 講師 (70570018)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 膝関節キネマティクス / 人工知能 / 画像検査 / 予測システム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は画像検査と膝動態解析データを基に、画像を動態解析データを結びつけるべく人工知能を用いて機械学習を行い、そこで得られたアルゴニズムを用いて画像検査・情報からキネマティクスの予測を行うことが目的である。
その中で、初年度は、膝キネマティクスデータを蓄積することに注力した。前十字靱帯損傷、変形性膝関節症、人工関節膝の三次元動態撮影ならびに動態解析を進め、年間あたり約180膝の動態撮影を行い、解析も平行して行っている。それと同時に、画像情報（X線、CT、MRI）を収集し、同じ対象者間での画像情報と膝動態解析データの紐づけを行い、データベース化を試み、今後の機械学習にスムーズに移行できるようにデータの蓄積ならびに整理を行っている。
また、前十字靱帯損傷膝、変形性関節症ならびに人工関節膝の解析データについては、積極的に学会発表ならびに学術誌に投稿を行い、膝関節動態解析データとして発表を行っている。
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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
人工知能を用いて機械学習を行うための前段階として、三次元膝関節キネマティクスデータならびに画像情報（X線、CT、MRI）の蓄積を順調に行うことができており、次年度以降の機械学習に向けての準備を進めることができていると考えられるため。
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| Strategy for Future Research Activity |
初年度に行ってきた三次元膝関節キネマティクスデータならびに画像情報（X線、CT、MRI)の蓄積を、次年度以降も継続して行うとともに、次年度以降は実際に患者固有の膝キネマティクスデータと画像情報を元に、人工知能を用いた機械学習を行っていく予定である。それにより画像情報からキネマティクス予測を行うアルゴリズムを作成することで、将来的に画像情報からキネマティクスの予測を行うことを目指していく。
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| Causes of Carryover |
当初は、初年度に人工知能学習を行うためのソフトウェア購入を予定していたが、初年度は画像データならびに動態解析データの蓄積に注力し、ソフトウェアの購入は次年度に行う予定としたため。
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Research Products
(7 results)
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[Presentation] In Vivo Collateral Ligament Force in Bicruciate-Retaining Total Knee Arthroplasty2023
Author(s)
Kono K, Inui H, Tomita T, Yamazaki T, Konda S, Taketomi S, Yamagami R, Kawaguchi K, Murakami R, Kage T, Arakawa T, Tanaka S, D'Lima DD
Organizer
Orthopaedic Research Society 2023 Annual Meeting
Int'l Joint Research
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[Presentation] In vivo kinematics of medial pivot total knee arthroplasty for valgus and varus knees during squatting2023
Author(s)
Kage T, Kono K, Tomita T, Yamazaki T, Taketomi S, Yamagami R, Kawaguchi K, Murakami R, Arakawa T, Inui H, Tanaka S
Organizer
Orthopaedic Research Society 2023 Annual Meeting
Int'l Joint Research
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[Presentation] Verification of Horizontal Plane Measurement Method in Fluoroscopy2023
Author(s)
Arakawa T, Kono K, Tomita T, Yamazaki T, Konda S, Taketomi S, Yamagami R, Kawaguchi K, Kage T, Murakami R, Inui H, Tanaka S
Organizer
Orthopaedic Research Society 2023 Annual Meeting
Int'l Joint Research
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