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深層学習による糖尿病足病変再発リスクに応じた歩行支援プログラムの構築

研究課題

研究課題/領域番号 19K12915
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90150:医療福祉工学関連
研究機関愛知淑徳大学 (2021-2023)
星城大学 (2019-2020)

研究代表者

林 久恵  愛知淑徳大学, 健康医療科学部, 教授 (80444404)

研究分担者 河野 健一  国際医療福祉大学, 成田保健医療学部, 准教授 (10638480)
岩本 哲哉  国立保健医療科学院, その他部局等, 主任研究官 (40782412)
小池 孝康  岐阜保健大学短期大学部, その他部局等, 助教 (10720253)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2022年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2021年度: 260千円 (直接経費: 200千円、間接経費: 60千円)
2020年度: 260千円 (直接経費: 200千円、間接経費: 60千円)
2019年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
キーワード糖尿病足病変 / 深層学習 / CLTI / LEAD / 透析患者 / 活動量 / 足圧中心軌跡 / 歩行 / 再発予防 / 足圧中心 / 糖尿病性足潰瘍 / 階層的クラスタリング / ディープクラスタリング / リスクの層別化 / リハビリテーション / 強化学習
研究開始時の研究の概要

糖尿病性足潰瘍の再発予防には、足底負荷量の管理が不可欠であることが指摘されている。しかし、定量的評価ができない環境で、活動時の負荷量増大に伴うリスクを考慮し、歩行練習を安全に進めることは経験を有する理学療法士においても困難な課題であった。
本研究では、機械学習の援用により足部潰瘍の再発リスクを抽出し、リスクに応じた歩行再建支援プログラムを作成し、多施設共同研究により足潰瘍再発予防効果を検証する。

研究成果の概要

糖尿病性足潰瘍は、再発率が高く歩行能力低下につながる病態であるため、再発予防策の確立が課題となっている。本研究では、多施設共同研究により歩行中の足圧分布から足潰瘍の再発リスクを検討し、歩行支援プログラムを構築した後、同プログラムの有用性について検討を行った。再発は併存疾患の影響が大きいが、下肢虚血の管理や歩行中の荷重領域の修正も必要であることが確認された。そこで治療経過や歩行の可否を回答すると、生活動作や歩行時の注意点を視覚的に確認できる支援ツールを作製した。また歩行中の荷重領域の修正が口頭指示で困難な場合、重篤な末梢神経障害がなければ、体性感覚によるフィードバックが有用であることを示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

足趾切断や足潰瘍治療後の歩行時の足圧分布は、個別性が高いため解析が困難であったが、深層学習により糖尿病足病変再発リスクに関与する足圧軌跡の特徴を確認できたことは学術的意義が高いと考える。また再発に影響をおよぼす要因として、併存疾患の影響が大きいことを確認できた点は、歩行支援を進めるうえで重要な所見である。
これらの結果に基づき、下肢動脈治療後の生活動作や足病変再発予防に向けた歩行時の注意点を示す支援ツールを作製し公開した。この支援ツールが治療を受けた方や医療従事者に活用されれば、糖尿病足病変の再発予防への寄与が期待できるため、社会的意義があると考える。

報告書

(6件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 1件、 招待講演 5件) 図書 (3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Effect of Early Rehabilitation on Walking Independence and Health-Related Quality of Life in Patients With Chronic Foot Wounds: A Multicenter Randomized Clinical Trial2023

    • 著者名/発表者名
      Maeshige Noriaki、Hayashi Hisae、Kawabe Nobuhide、Imaoka Shinsuke、Sakaki Satoko、Matsumoto Junichi、Kondo Eriko、Ishii Tatsuya、Kiyota Naruaki、Furukawa Masahide、Terashi Hiroto、Sonoda Yuma
    • 雑誌名

      The International Journal of Lower Extremity Wounds

      巻: -

    • DOI

      10.1177/15347346231187178

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 特集7 末梢動脈性疾患の患者さん2022

    • 著者名/発表者名
      林 久恵
    • 雑誌名

      ハートナーシング

      巻: 35 ページ: 952-959

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 小切断後に対側足趾の潰瘍形成を認めた症例の歩行時前足部負荷量の評価2022

    • 著者名/発表者名
      清田 成晃, 近藤 恵理子, 石井 達也, 渡井 陽子, 林 久恵
    • 雑誌名

      日本フットケア・足病医学会誌

      巻: 3 号: 1 ページ: 25-29

    • DOI

      10.34466/jjsfcpm.3.1_25

    • NAID

      130008149594

    • ISSN
      2435-4775, 2435-4783
    • 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] 足病チーム医療における理学療法士の視点2021

    • 著者名/発表者名
      林 久恵
    • 雑誌名

      医学のあゆみ

      巻: 278 ページ: 215-218

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 包括的高度慢性下肢虚血(CLTI)の重症化予防における理学療法2019

    • 著者名/発表者名
      林 久恵, 大塚 未来子
    • 雑誌名

      理学療法学

      巻: 46 号: 6 ページ: 457-464

    • DOI

      10.15063/rigaku.46-6kikaku_Hayashi_Hisae

    • NAID

      130007769768

    • ISSN
      0289-3770, 2189-602X
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 片側下肢Rocker Sole着用が歩行時の下肢関節運動に及ぼす影響2019

    • 著者名/発表者名
      渡部 祥輝, 河辺 信秀, 林 久恵
    • 雑誌名

      日本下肢救済・足病学会誌

      巻: 11 号: 3 ページ: 110-115

    • DOI

      10.7792/jlspm.11.110

    • NAID

      130007720256

    • ISSN
      1883-857X, 2187-1957
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] EVTの質を高めるために理学療法士ができること2023

    • 著者名/発表者名
      林 久恵
    • 学会等名
      第31回日本心血管インターベンション治療学会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 糖尿病性足潰瘍の治療過程における歩行練習を見直す― 治療経過を長引かせる原因とは ―2021

    • 著者名/発表者名
      林 久恵
    • 学会等名
      第5回日本リハビリテーション医学会秋季学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 包括的高度慢性下肢虚血(CLTI)の重症度と下肢機能に関する検討2021

    • 著者名/発表者名
      小池 孝康,林 久恵,小関 裕二,曽我 竜佑,藤原 雄大,荒川 優也,水谷 健悟,石井 達也,清田 成晃.
    • 学会等名
      第58回日本リハビリテーション医学会学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 下肢肢動脈疾患を併存する糖尿病患者における下肢機能および転帰に関する調査 歩行可能例を対象とした検討2021

    • 著者名/発表者名
      小池 孝康,林 久恵,小関 裕二,曽我 竜佑,藤原 雄大,荒川 優也,水谷 健悟,石井 達也,清田 成晃.
    • 学会等名
      第64回日本糖尿病学会年次学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 歩行状態からみた包括的高度慢性下肢虚血(CLTI)の潰瘍再発・足趾切断リスクの層別化2020

    • 著者名/発表者名
      林 久恵、小池 孝康、小関 裕二、曽我 竜佑、藤原 雄大、荒川 優也、水谷 健悟、石井 達也、清田 成晃
    • 学会等名
      第48回日本血管外科学会学術総会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Development of deep clustering model to stratify occurrence risk of diabetic foot ulcers based on foot pressure patterns and clinical indices2020

    • 著者名/発表者名
      Xuanchen Ji, Yasuhiro Akiyama, Hisae Hayashi, Yoji Yamada, Shogo Okamoto
    • 学会等名
      International Joint Conference on Biometrics (IJCB 2020)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] その足の管理, 患者さんに任せますか?2019

    • 著者名/発表者名
      林 久恵
    • 学会等名
      第4回日本心血管理学療法学会・第6回日本糖尿病理学療法学会【産学連携セッション】
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 「歩行を守る」理学療法士の活動の実態は?2019

    • 著者名/発表者名
      林 久恵
    • 学会等名
      第11回日本下肢救済・足病学会学術総会【関連学会コラボレーション企画】
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 足病変の診療における理学療法の展望―専門医との連携により叶えられたこと これから叶えたいこと―2019

    • 著者名/発表者名
      林 久恵
    • 学会等名
      第16回日本下肢救済・足病学会 北海道地方会学術集会【特別公演】
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [図書] 図解理学療法検査・測定ガイド 第3版2023

    • 著者名/発表者名
      内山 靖
    • 総ページ数
      1052
    • 出版者
      文光堂
    • ISBN
      9784830647048
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [図書] 重症化予防のための足病診療ガイドライン2022

    • 著者名/発表者名
      日本フットケア・足病医学会
    • 総ページ数
      240
    • 出版者
      南江堂
    • ISBN
      9784524232598
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [図書] 内部障害理学療法学テキスト(改訂第4版)2022

    • 著者名/発表者名
      細田多穂、山﨑裕司、川俣幹雄、丸岡弘
    • 総ページ数
      512
    • 出版者
      南江堂
    • ISBN
      9784524231171
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [備考] あしの血管を守る動作・姿勢・歩き方がわかる再発予防セルフケアガイド

    • URL

      https://square.umin.ac.jp/hayashilab/vascgaitcare/

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書

URL: 

公開日: 2019-04-18   更新日: 2025-01-30  

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