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2023 Fiscal Year Research-status Report

人工関節置換術AIナビゲーションANZENの開発

Research Project

Project/Area Number 23K03886
Research InstitutionKitasato University

Principal Investigator

酒井 利奈  北里大学, 医療衛生学部, 准教授 (10383647)

Project Period (FY) 2023-04-01 – 2028-03-31
Keywords人工股関節置換術
Outline of Annual Research Achievements

人工関節置換術は患部を除去するため疼痛の除去効果が著しい。その点が高く評価され人工関節置換術は国内で年間8万件と積極的に実施され、今後10年で2倍の増加が予測されている(保科ら,2018)。実施件数の増加の一方で人工関節置換術中の不具合に関する報告がなされている(Moroni et al., 2000)。申請者はこれまで人工関節置換術中の不具合を回避するシステム開発に取り組んできた(Sakai et al., 2020, 2021)。
当該研究ではシステムの精度を向上するためディープラーニングを用いたAI予測を導入する。当該研究が果たす意義は、安心・安全な医療技術を提供すること、その有益性をもって社会に還元することにある。この考え方の根拠は次の2点である。AIによる不具合予測が導入された場合、不具合が生じた症例と比べ入院期間は短縮され、患者の生活の質を短期に改善できる点において患者に対する臨床上の効果が著しい。入院日数を短縮できることから医療費を削減できる可能性がある。
当該年度はシーズとしての可能性を検証し、顕在化させる初期のフェーズと位置付けた。人股関節置換術における手術中の不具合が予測可能であるか検討した。ディープラーニングは人間の認識精度を超える極めて高い精度を誇る総合的なAIのアーキテクチャである。多層構造のニューラルネットワークに患者情報を入力することで、手術中の不具合と予後について予測を行った。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

当該年度は北里大学病院内にある過去の電子カルテ情報から選択基準を満たした診療記録を集め、既存情報をAI予測のデータとして活用したレトロスペクティブスタディの準備を行った。そのための手順として病院倫理委員会から承認を得るための手続きを行った。

Strategy for Future Research Activity

ネットワークから切り離した予測分析ツールにより、2000年1月1日から2023年12月31日までの間に、整形外科を受診した患者データから予測モデルを作成する。予測モデルから人工関節置換術中の不具合,術後の予後,退院日数を予測することが可能かどうか検討する。

  • Research Products

    (4 results)

All 2024 2023

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (2 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] Stresses in The Scapular Fossa Do Not Exceed the Yield Stress When Elevated up to 135 Degrees of Abduction after Reverse Shoulder Arthroplasty.2024

    • Author(s)
      Sakai R, Kenmoku T, Tazawa R, Yoshida K, Mizuhashi T, Ujihira M.
    • Journal Title

      Journal of Biomedical Science and Engineering

      Volume: 17(2) Pages: 35-40

    • DOI

      10.4236/jbise.2024.172003

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] A novel primary stability test method for artificial acetabular shells considering vertical load during level walking and shell position.2024

    • Author(s)
      Yoshida K, Fukushima K, Sakai R, Uchiyama K, Takahira N, Ujihira M.
    • Journal Title

      Pros One

      Volume: 19 (2) Pages: e0296919

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0296919

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Stresses in the scapular fossa do not exceed the yield stress after reverse shoulder arthroplasty.2023

    • Author(s)
      Sakai R, Kenmoku T, Tazawa R, Ishii D, Yoshida K, Mizuhashi T, Takeda K, Ujihira M
    • Organizer
      Biotribology Fukuoka 2023
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] A Novel Evaluation Method for Primary Stability of Artificial Acetabular Shells Considering Vertical Load During Level Walking.2023

    • Author(s)
      Yoshida K, Fukushima K, Sakai R, Uchiyama K, Takahira N, Ujihira M
    • Organizer
      International Society for Technology in Arthroplasty (ISTA) 34th annual congress
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2024-12-25  

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