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骨折回避AIナビゲーションANZENの開発:診断法の策定から臨床試験まで

研究課題

研究課題/領域番号 18K04179
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分21030:計測工学関連
研究機関北里大学

研究代表者

酒井 利奈  北里大学, 医療衛生学部, 准教授 (10383647)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
キーワード人工股関節全置換術 / 術中骨折 / 人工股関節置換術 / 人工股関節 / 周波数 / Total hip Arthloplasty / ハンマリング / ハンマリング音 / 周波数解析 / 医療機器
研究成果の概要

人工股関節置換術中に生じる骨折の予測にハンマリング音を利用するTHA支援システムの開発を行った.メディカルスタッフにとって持ち運びと操作性の簡便さは,システムを利用する際の重要なファクターとなる.そこで装置は持ち運びに便利な小型化を目指し,操作を単純化するためのソフトウェア開発を進めた.ハードウェアとしてスティックPCを採用し,AIディスプレイと接続した.本来タブレットPCで想定していたデバイスよりもシステムを大幅に小型化することに成功した.執刀医が術野に集中できるよう,ステムが固定したタイミングで音による注意喚起をするなどの工夫が考えられる.

研究成果の学術的意義や社会的意義

研究成果の意義は医療経済的観点からその有益性をもって社会に還元することにある.本課題において骨折予防法を確立した暁には,骨折した症例と比べ入院期間は1/6に短縮される(標準的入院期間:2-3週間,骨折を合併した場合の入院期間:2-3ヵ月).すなわち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.人工股関節置換術の平均的入院費用は50万円(3割負担)であるのに対し,骨折を合併した場合の入院費用は300万円(3割負担)となる.すなわち本技術により医療費を大幅に削減できる可能性があり,経済的観点から大きな社会貢献につながる.

報告書

(6件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 10件、 オープンアクセス 9件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] Development of total hip arthroplasty support system for predicting intraoperative fractures by the frequency of hammering sound.2022

    • 著者名/発表者名
      Sakai R, Uchiyama K, Nishizawa S, Mizuhashi T, Yamamoto T, Yoshida K, Fukushima K, Takahira N,Ujihira M.
    • 雑誌名

      Journal of Scientific & Technical Research

      巻: 44(4) 号: 4 ページ: 35685-35690

    • DOI

      10.26717/bjstr.2022.44.007081

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Selection of hammering sound collection devices for the development of total hip arthroplasty support systems.2022

    • 著者名/発表者名
      Sakai R, Uchiyama K, Nishizawa S, Mizuhashi T, Yamamoto T, Yoshida K, Fukushima K, Takahira N, Ujihira M.
    • 雑誌名

      Journal of Biomedical Science and Engineering

      巻: 15(7) 号: 07 ページ: 179-186

    • DOI

      10.4236/jbise.2022.157016

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Optimal clamping force of ultra high molecular weight polyethylene cable is 15 kgf.2022

    • 著者名/発表者名
      Sakai R, Yada T, Uchiyama K, Yoshida K, Yamamoto T, Ujihira M.
    • 雑誌名

      Journal of Scientific & Technical Research

      巻: 43(3) 号: 3 ページ: 34585-34591

    • DOI

      10.26717/bjstr.2022.43.006904

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Investigation of hammering sound frequency during total hip arthroplasty to prevent intraoperative fracture.2021

    • 著者名/発表者名
      Sakai R, Kitazato T, Uchiyama K, Yoshida K, Yamamoto T, Takahira N, Ujihira M.
    • 雑誌名

      Journal of Biomedical Science and Engineering

      巻: 14(10) 号: 10 ページ: 339-345

    • DOI

      10.4236/jbise.2021.1410029

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The contact pressure of ultra-high-molecular-weight polyethylene cables is twice as high as that of titanium cables.2021

    • 著者名/発表者名
      Sakai R, Yada T, Uchiyama K, Yoshida K, Ujihira M.
    • 雑誌名

      Journal of Arthroscopy and Joint Surgery

      巻: 8(3) 号: 3 ページ: 276-281

    • DOI

      10.1016/j.jajs.2021.04.008

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Hammering sound frequency analysis to fix an acetabular cup during total hip arthroplasty: Clinical trials and biomechanical studies.2021

    • 著者名/発表者名
      Sakai R, Uchiyama K., Kensuke F., Takahira N., Yoshida K, Ujihira M
    • 雑誌名

      Journal of Biomedical Science and Engineering

      巻: 14(1) 号: 01 ページ: 14-20

    • DOI

      10.4236/jbise.2021.141003

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Prediction of intraoperative fracture by hammering sound frequency analysis and stress estimation during total hip arthroplasty.2020

    • 著者名/発表者名
      Sakai R, Yamamoto T, Uchiyama K., Takahira N., Kakeshita M., Otsu Y, Yoshida K, Ujihira M.
    • 雑誌名

      Journal of Biomedical Science and Engineering

      巻: 13(6) 号: 06 ページ: 113-119

    • DOI

      10.4236/jbise.2020.136011

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Usefulness of hammering sound frequency analysis as an evaluation method for the prevention of trouble during hip replacement.2020

    • 著者名/発表者名
      Sakai R, K. Uchiyama, N. Takahira, Kakeshita M , Otsu Y, Yoshida K, Ujihira M.
    • 雑誌名

      Journal of Biomedical Science and Engineering

      巻: 13(5) 号: 05 ページ: 74-80

    • DOI

      10.4236/jbise.2020.135007

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書 2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 人工股関節置換術におけるハンマリング音の周波数解析と大腿骨の応力の推定.2020

    • 著者名/発表者名
      酒井利奈,北里樹生,内山勝文,吉田和弘,高平尚伸,氏平政伸
    • 雑誌名

      骨折

      巻: 42(3) ページ: 1087-1090

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書 2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Risk assessment of retrograde intramedullary nailing for proximal humeral fracture.2019

    • 著者名/発表者名
      Sakai R, Uchino M, Yoshida K, Ujihira M.
    • 雑誌名

      Journal of Biomedical Science and Engineering

      巻: 12(5) 号: 05 ページ: 277-284

    • DOI

      10.4236/jbise.2019.125020

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 歩行荷重を考慮した人工股関節シェルの初期固定性評価方法.2023

    • 著者名/発表者名
      吉田和弘,大友佑,福島健介,酒井利奈,内山勝文,高平尚伸,氏平政伸
    • 学会等名
      第42回バイオトライボロジシンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 人工関節シェル初期固定性の新規評価法2022

    • 著者名/発表者名
      吉田和弘, 福島健介, 酒井利奈, 内山勝文, 高平尚伸, 氏平政伸
    • 学会等名
      日本機械学会 第34回バイオエンジニアリング講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 生体内での力学環境を考慮した人工股関節シェルの初期固定性評価方法2022

    • 著者名/発表者名
      吉田和弘,大友佑,福島健介,酒井利奈,内山勝文,高平尚伸,氏平政伸
    • 学会等名
      第49回日本臨床バイオメカニクス学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ステムをインプラントする際の骨質の違いによるハンマリング音の最大ピーク周波数の変化.2020

    • 著者名/発表者名
      5.北里樹生,酒井利奈,内山勝文,高平尚伸,大津恭男,掛下真広,吉田和弘,氏平政伸
    • 学会等名
      第46回日本骨折治療学会-バーチャル学術集会-
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Investigation of hammering sound frequency to prevent intraoperative fracture during hip replacement: examination in biomechanical materials.2019

    • 著者名/発表者名
      Kitazato T, Sakai R, Koyama M, Otsu Y, Kakeshita M, Usui T, Uchiyama K, Fukushima K, Takahira N, Yoshida K, Mabuchi K, Ujihira M
    • 学会等名
      Biotribology Sendai 2019, The 11th International Biotribology Forum and the 40th Biotribology Symposium.
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 医工連携セッション 手を変えてみませんか?そのアイデアでInspire your ideal Change the surgery!医工連携による医療機器開発.2019

    • 著者名/発表者名
      酒井利奈
    • 学会等名
      第45回日本骨折治療学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 人工股関節置換術におけるハンマリング音の最大ピーク周波数の特定.2019

    • 著者名/発表者名
      北里樹生,酒井利奈,内山勝文,高平尚伸,大津恭男,掛下真広,薄井孝則,矢田藤暉,吉田和弘,馬渕清資,氏平政伸
    • 学会等名
      第41回バイオトライボロジ研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 人工関節ステムをインプラントする際のハンマリング音の周波数解析.2019

    • 著者名/発表者名
      北里樹生,酒井利奈,大津恭男,掛下真広,薄井孝則,高平尚伸,内山勝文,吉田和弘,馬渕清資,氏平政伸
    • 学会等名
      第46回日本臨床バイオメカニクス学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [産業財産権] 人工関節置換術における骨頭受け側コンポーネント設置不良防止システム2018

    • 発明者名
      北里研究所
    • 権利者名
      北里研究所
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2018
    • 取得年月日
      2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [産業財産権] 医療用転子代替インプラント2018

    • 発明者名
      酒井利奈,高平尚伸,内田健太郎,馬渕清資
    • 権利者名
      学校法人北里研究所
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2018
    • 取得年月日
      2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2024-01-30  

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