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A novel 3-dimensional AE source location technique based on hybrid dynamic optimization algorithm for early detection of knee osteoarthritis

研究課題

研究課題/領域番号 17K06266
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 知能機械学・機械システム
研究機関佐賀大学

研究代表者

KHAN M.I.  佐賀大学, 理工学部, 准教授 (50423603)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2017年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
キーワード知能機械 / 人間機械システム / AE診断評価 / 膝関節炎症診断 / ハイブリッド源位置測定 / 3次元AE源位置計算 / 診断評価 / ハイブリッドAE源位置測定 / 音声学 / 解析・評価 / 計測工学
研究成果の概要

計画通り、動的最適化に基づく3次元のAE源位置測定の準備が完成した。2つのアルゴリズム、TOA(到着時間)とDOAT(到着時間の差)は、膝関節の複雑な構造における動的な源位置測定を最適化するために重複した。AEのハイブリッド源位置測定を検証のため、膝の測定値に匹敵する層状構造のモデル実験を行い、その結果に基づいて、提案されたAEの3次元源位置測定の実験が膝関節に成功に実施した。変形性関節症の膝を持つ患者が、倫理の手順に従って実験に参加した。診断結果の高い精度について、医者の同意も得た。まとめた結果を国内、国際学会に発表した。また、社会貢献に関する今後の課題にもこの研究成果をつなげると思われる。

研究成果の学術的意義や社会的意義

(1) この新しい技術は、現在利用可能な技術と比較してみてもより簡単で、安全、そして無害である。(2) 損傷箇所が3次元で評価されるため、軟骨の損傷が明確に見え、膝の損傷(変形性関節症など)の早期発見の不確実性が解消される。(3) 新技術による正確な損傷位置特定は、初期段階であっても、変形性関節症の早期治療を可能にし、人工関節による膝移植を回避することができる。(4) 提案された手法は、社会における高齢者の作業能力の向上に重要な役割を果たすだろう。(5) この技術は、同様の診断のために他の関節にも適用できる。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 9件、 招待講演 3件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Fatigue crack analysis of ferrite material by acoustic emission technique2019

    • 著者名/発表者名
      Md. T. I. Khan, A. A. Rashid, R. Hidaka, N. Hattori, Md. M. Islam
    • 雑誌名

      Journal of Mechanical Engineering and Sciences

      巻: 13-2 ページ: 5074-5089

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] b-Value Distribution as an Influential AE Parametric Analysis in Damage Evaluation of Structural Material2018

    • 著者名/発表者名
      Md. Tawhidul Islam Khan, Soitiro Surumaru and Nobusuke Hattori
    • 雑誌名

      International Journal of COMADEM

      巻: 21- 4, ページ: 19-23

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Acoustic Emission Technique in Locating Knee Osteoarthritis2019

    • 著者名/発表者名
      Md. T. I. Khan
    • 学会等名
      26th International Conference on Sound and Vibration (ICSV26), Montreal, Canada, 7-11 July, 2019.
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] New devising in diagnosis of knee osteoarthritis based on acoustic emission imaging2019

    • 著者名/発表者名
      T. I. Khan
    • 学会等名
      International Conference on Mechanical and Manufacturing Engineering Research and Practice (iCMMERP-2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 連続AE信号処理解析による膝関節炎症の診断基準に関する研究2019

    • 著者名/発表者名
      カーン タウヒドゥルイスラム
    • 学会等名
      第35回ライフサポート学会大会(LIFE2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] AE手法による変形性関節炎症の源位置測定に関する研究2019

    • 著者名/発表者名
      カーン エムディタウヒドゥルイスラム
    • 学会等名
      第22回アコースティック・エミッション総合コンファレンス
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] AE信号解析による膝関節炎症診断に関する研究2019

    • 著者名/発表者名
      長谷村勇治,カーン タウヒドゥルイスラム
    • 学会等名
      理工学部見学会, 佐賀大学
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Delta T Source Location in AE Signal Processing Technique2018

    • 著者名/発表者名
      Md. Tawhidul Islam Khan and Md. Mehedi Hassan
    • 学会等名
      7th International Conference on Informatics, Electronics & Vision (ICIEV)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Crack Propagation Analysis in Ductile Cast Iron by Acoustic Emission Technique2018

    • 著者名/発表者名
      Md. Tawhidul Islam Khan and Arif Abdullah Rashid
    • 学会等名
      7th International Conference on Informatics, Electronics & Vision (ICIEV)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Optimization of Acoustic Emission Technique in Diagnosis of Knee Osteoarthritis - a Major Concentration in Damage Characterization and Source Localization2018

    • 著者名/発表者名
      Md. Tawhidul Islam Khan
    • 学会等名
      7th International Conference on Informatics, Electronics & Vision (ICIEV), Kitakyushu
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Acoustic Emission Measurement as Adaptive Biomarker in Integrity Analysis of Knee Osteoarthritis (Keynote Lecture)2018

    • 著者名/発表者名
      T. I. Khan
    • 学会等名
      International Conference on Mechanical, Industrial and Energy Engineering (ICMIEE) 2018, KUET, Bangladesh
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Investigation of Knee Joint Integrity Due to Aging Effect on Osteoarthritis by Acoustic Emission Technique2018

    • 著者名/発表者名
      Md. T. I. Khan
    • 学会等名
      25th International Conference on Sound and Vibration (ICSV25), Hiroshima, Japan
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Acoustic Emission Technique in Identification of Cartilage Damage in Osteoarthritic Knee2018

    • 著者名/発表者名
      M. T. I. Khan
    • 学会等名
      24th International Acoustic Emission Symposium (IAES-24), November 5-9, 2018, Sapporo, Japan
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] AE信号解析を用いた膝関節の異常検出に関する研究2018

    • 著者名/発表者名
      眞田 和、イスラム カーン
    • 学会等名
      第35回センシングフォーラム、山口大学・常盤キャンパス、2018年8月30‐31日
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] AEパラメータを用いた膝関節の年齢別異常検出基準に関する研究2017

    • 著者名/発表者名
      イスラムカーン、中村 勇貴
    • 学会等名
      第34回センシングフォーラム、熊本大学、平成29年8月31日‐9月1日
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] AE信号処理を用いた膝関節の異常検出に関する研究2017

    • 著者名/発表者名
      カーン エムディ タウヒドゥルイスラム、楠本 将人
    • 学会等名
      第33回ライフサポート学会大会、第17回日本生活支援工学会大会2017、お茶の水女子大学、9月15日ー17日
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] AE方法を用いた膝関節の年齢別診断に関する研究2017

    • 著者名/発表者名
      イスラム カーン、中村 勇貴
    • 学会等名
      第21回アコースティックエミッション総合コンファレンス, 徳島大学、平成29年11月9日‐10日
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] An Investigation to Acoustic Emission Source Location of Complex Structures by TOA and Delta T Method2017

    • 著者名/発表者名
      M. T. I. Khan, M. M. Hassan
    • 学会等名
      第21回アコースティックエミッション総合コンファレンス, 徳島大学、平成29年11月9日‐10日
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Acoustic Emission Technique as an Adaptive Biomarker in Integrity Analysis of Knee Joint2017

    • 著者名/発表者名
      T I Khan
    • 学会等名
      RECAV 2017, Bali, Indonesia, Nov. 27-28, 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [図書] Structural Health Monitoring from Sensing to Processing (Chapter 2: Structural Health Monitoring by Acoustic Emission Technique)2018

    • 著者名/発表者名
      Md Tawhidul Islam Khan (Chapter 2)
    • 出版者
      IntechOpen
    • ISBN
      9781789237870
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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