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2019 年度 実施状況報告書

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
キーワードTotal hip Arthloplasty / 術中骨折 / ハンマリング
研究実績の概要

Total hip Arthloplastyの手術中に不具合があると高齢者の寝たきりを招く可能性がある.臼蓋に設置するカップは解剖学的に深部であるため,大腿骨に設置するステムと比較して 3倍多く固定不良などの不具合が生じる.カップを臼蓋に設置する際のハンマリング音を周波数解析することで,固定が得られたか否かの評価が可能か検討した.
対象は人工股関節置換術を施行した11例11関節とbiomechanical test materials,orthopaedic modelsとした.手術と実験は股関節を専門とする整形外科医により行われた.システムはタブレットPCと,指向性マイクロフォンにより構築し,振幅が最大となるピーク周波数を求め,カップの固定性の判定処理(安定,不安定)をリアルタイムで行った.
Clinical trialsにおいて,安定を示した最大ピーク周波数は4.42±4.02 kHzであった.Biomechanical testsにおいて,安定を示した最大ピーク周波数の平均値はBM4.46±1.19 kHz,OM4.56±2.02 kHzであった.ハンマリングを継続し,骨折に至るとBM,OMいずれも周波数が低下した.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

本研究課題の進捗が当初の予定通り,計画的に進んでいるため.

今後の研究の推進方策

本取組の最終目標は,医師と患者に安全・安心を提供できるナビゲーションを提供することである.当該年度は模擬骨と生体骨の物性の差を明らかにする中期のフェーズと位置付けた.今後は手術室への持ち運びと操作性が簡便な小型デバイスの改良を重ね,医師によるアクセシビリティの検証を進めていく計画であ
る.

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 産業財産権 (1件)

  • [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) ページ: 74-80

    • DOI

      10.4236/jbise.2020.135007

    • 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

    • 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) ページ: 277-284

    • DOI

      10.4236/jbise.2019.125020

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [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.
    • 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
    • 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
  • [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
  • [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
    • 産業財産権番号
      特許第6480262号

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公開日: 2021-01-27  

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