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2013 Fiscal Year Research-status Report

骨関節を対象とした統計動態モデルに基づく自動3次元動態解析システム

Research Project

Project/Area Number 23700206
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

山崎 隆治  大阪大学, 臨床医工学融合研究教育センター, 特任准教授(常勤) (40432546)

Keywords画像処理・認識 / 生体工学 / 情報工学 / 骨関節 / 3次元動態 / 統計動態モデル / 知識モデル / 自動解析
Research Abstract

本年度(平成25年度)は、前年度(平成24年度)に引き続き、必要に応じて骨関節統計動態モデルを応用した関節自動3次元動態解析システムの拡張、改良、評価を行った。具体的には、骨関節統計動態モデルの表現法・正規化法の更なる改良を行い、人工膝関節のデザインや動作(スクワット動作、椅子からの立ち座り動作、歩行動作)だけでなく、他の関節(人工股関節、人工肘関節、膝関節)にも応用可能な汎用的な関節統計動態モデルの構築法を検討、開発した。
改良手法によって構築された人工膝関節の統計動態モデルを、2次元/3次元画像位置合わせ技術に導入したシステムを用いて、関節自動3次元動態解析の性能評価を行ったところ、更に精度と安定性が向上することが確認された。
人工膝関節以外の関節(人工股関節、人工肘関節、膝関節)データにおいては、目標とする20例以上のデータを収集、解析することができ、データベースの整備を含めて当初の目標を十分クリアすることができた。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

人工膝関節以外の関節(人工股関節、人工肘関節、膝関節)データにおいては、目標とする20例以上のデータを収集、解析することができたため。また、改良手法による人工膝関節を対象とした、関節自動3次元動態解析システムの性能評価を行ったところ、精度と安定性において、当初目標としていた性能以上の成果が得られたため。

Strategy for Future Research Activity

引き続き必要に応じて骨関節統計動態モデルを応用した関節自動3次元動態解析システムの拡張、改良、評価を行い、システムの性能(精度と自動化)を限界まで向上させる。特に、システムの性能評価に重点をおいて研究を進める。また、本システムの開発・研究において得られた結果をまとめ、成果発表を行う。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

拡張・改良中の関節自動3次元動態解析システムの性能評価において、主に膨大な解析データ(様々な関節や動作)に伴う計算コスト・デバッグ作業の増加が予想されることから、最終的なシステム性能評価、成果発表を次年度に行うことにしたため。
開発したシステムの性能評価、および開発・研究において得られた成果報告に未使用額の経費を充てる予定である。

  • Research Products

    (14 results)

All 2014 2013

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (11 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] In Vivo Movement of Femoral Flexion Axis of a Single-Radius Total Knee Arthroplasty2014

    • Author(s)
      N. Shimizu, T. Tomita, T. Yamazaki, H. Yoshikawa, K. Sugamoto
    • Journal Title

      The Journal of Arthroplasty

      Volume: in press Pages: in press

    • DOI

      10.1016/j.arth.2013.12.001

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Factors in High-Flex Posterior Stabilized Fixed-Bearing Total Knee Arthroplasty Affecting In Vivo Kinematics and Anterior Tibial Post Impingement During Gait2013

    • Author(s)
      M. Tamaki, T. Tomita, T. Yamazaki, H. Yoshikawa, K. Sugamoto
    • Journal Title

      The Journal of Arthroplasty

      Volume: Vol.28 Pages: 1722-1727

    • DOI

      10.1016/j.arth.2012.09.006

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Posterior Sliding of the Femur During Stair Ascending and Descending in a High-Flex Posterior Stabilized Total Knee Arthroplasty2013

    • Author(s)
      N. Shimizu, T. Tomita, T. Yamazaki, H. Yoshikawa, K. Sugamoto
    • Journal Title

      The Journal of Arthroplasty

      Volume: Vol.28 Pages: 1707-1711

    • DOI

      10.1016/j.arth.2013.03.026

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Accurate 3D kinematic measurement of temporomandibular joint using X-ray fluoroscopic images2014

    • Author(s)
      T. Yamazaki, A. Matsumoto, K. Sugamoto, K. Matsumoto, N. Kakimoto, Y. Yura
    • Organizer
      SPIE Medical Imaging 2014
    • Place of Presentation
      San Diego, California, U.S.A.
    • Year and Date
      20140215-20140220
  • [Presentation] ハイブリッド人関節開発に向けた生体内力学環境再現への取り組み2014

    • Author(s)
      山崎隆治
    • Organizer
      第23回大阪大学医工情報連携シンポジウム
    • Place of Presentation
      大阪大学吹田キャンパス理工学図書館
    • Year and Date
      20140122-20140122
    • Invited
  • [Presentation] Single Radius型人工膝関節の生体内動態解析2013

    • Author(s)
      岩本圭史,冨田哲也,山崎隆治,佐々木央子,木井雄一郎,二井数馬,吉川秀樹,菅本一臣
    • Organizer
      第40回日本臨床バイオメカニクス学会
    • Place of Presentation
      神戸国際会議場
    • Year and Date
      20131122-20131123
  • [Presentation] 階段降り動作の3次元動態解析~後十字靭帯温存(CR)型TKAと後十字靭帯代用(CS)型TKAの比較2013

    • Author(s)
      木井雄一郎,冨田哲也,山崎隆治,佐々木央子,岩本圭史,二井数馬,吉川秀樹,菅本一臣
    • Organizer
      第40回日本臨床バイオメカニクス学会
    • Place of Presentation
      神戸国際会議場
    • Year and Date
      20131122-20131123
  • [Presentation] 運動器機能の大規模客観的評価の試み2013

    • Author(s)
      山崎隆治,池元澄香,新宅亜衣,吉川秀樹,菅本一臣
    • Organizer
      第40回日本臨床バイオメカニクス学会
    • Place of Presentation
      神戸国際会議場
    • Year and Date
      20131122-20131123
  • [Presentation] Improved semi-automated 3D kinematic estimation of total knee arthroplasty using X-ray fluoroscopy2013

    • Author(s)
      T. Yamazaki, R. Kamei, T. Tomita, H. Yoshikawa, K. Sugamoto
    • Organizer
      The 26th Annual Congress of the International Society for Technology in Arthroplasty
    • Place of Presentation
      The Breakers, Palm Beach, U.S.A.
    • Year and Date
      20131016-20131019
  • [Presentation] X線透視画像に基づく術後人工股関節の3次元動態計測2013

    • Author(s)
      山崎隆治,小柳淳一朗,坂井孝司,佐藤嘉伸,菅野伸彦,吉川秀樹,菅本一臣
    • Organizer
      第32回日本医用画像工学会大会
    • Place of Presentation
      産業技術総合研究所臨海副都心センター/日本科学未来館(東京)
    • Year and Date
      20130801-20130803
  • [Presentation] Accurate 3D measurement of normal knee kinematics using dynamic flat-panel detector images2013

    • Author(s)
      T. Yamazaki, T. Tomita, Y. Sato, H. Yoshikawa, K. Sugamoto
    • Organizer
      The 27th International Congress and Exhibition, Computer Assisted Radiology and Surgery
    • Place of Presentation
      Heidelberg, Germany
    • Year and Date
      20130626-20130629
  • [Presentation] The 3D preoperative planning and component alignment in total knee arthroplasty2013

    • Author(s)
      M. Tamaki, T. Yamazaki, T. Tomita, T. Miyamoto, K. Sugamoto
    • Organizer
      The 27th International Congress and Exhibition, Computer Assisted Radiology and Surgery
    • Place of Presentation
      Heidelberg, Germany
    • Year and Date
      20130626-20130629
  • [Presentation] X線透視画像を用いた術後人工股関節の3次元動態解析2013

    • Author(s)
      山崎隆治,小柳淳一朗,坂井孝司,菅野伸彦,吉川秀樹,菅本一臣
    • Organizer
      日本放射線技術学会・第69回総会学術大会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜
    • Year and Date
      20130411-20130414
  • [Presentation] 3D kinematic estimation of temporomandibular joint using X-ray fluoroscopic images2013

    • Author(s)
      T. Yamazaki, A. Matsumoto, K. Matsumoto, N. Kakimoto, Y. Yura, K. Sugamoto
    • Organizer
      第105回日本医学物理学会学術大会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜
    • Year and Date
      20130411-20130414

URL: 

Published: 2015-05-28  

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