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2023 年度 実績報告書

膝関節音・バランス能力から運動器症候群を予知/予防するAI診療システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 21K12655
研究機関日本大学

研究代表者

長尾 光雄  日本大学, 工学部, 研究員 (90139064)

研究分担者 紺野 愼一  福島県立医科大学, 医学部, 博士研究員 (70254018)
荊 雷  会津大学, コンピュータ理工学部, 上級准教授 (30595509)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
キーワード運動器症候群 / WOMAC / small data / バランス能力 / AI / 膝関節音
研究実績の概要

[1]新規BJASデバイスの試作開発: 2023年度は諸般の事情により計測・臨床・AIとの紐付けする環境は困難であった。代わりに試作の計測方法と計測システムで若年・高齢者を対象にしたバランス機能を比較解析し、その有用性を確かめた。(代表)
[2]臨床学的診療情報の取得: 標準的な変形性膝関節症に対する疾患特異的な評価尺度として、Western Ontario and McMaster Universities Osteoarthritis Index (WOMAC)による評価を行う方針であった。構成は疼痛:5項目、こわばり:2項目、機能:17項目の3グループであり、計24項目に自記式で回答する方式である。この回答と診療データをAIデータとして提供する予定であった。また、実際の症例収集のため、責任者、分担者チーム間での対面でのミーティングを行い、情報共有を図った。また、AI用データ整理を行った。しかし、2023年5月までのコロナ感染症拡大防止対策や、研究分担者の異動のため、研究の対象となるWOMACスコア被験者を収集することが難しかった。(分担1)
[3]臨床情報からAI診療支援の開発: 早期に膝関節の異常を検出するシステムの開発では、少ないデータ量で効率的に機械学習の分類を行う方法は重要である。2023年度では、アウトライヤーをz-スコアによる除去する手法、及び過学習を防ぐためのシャッフル手法を検討した。特に少ないデータ量で高い精度を達成するための効率的な学習技術を提案した。また、歩行姿勢分析から、膝関節の異常を検知する予備研究も進めた。中敷型足圧センサによる12種類の日常動作から、歩行動作の認識率が97%になることも確認した。これは足圧データから歩行姿勢を分析する手法の開発につながる。(分担2)

備考

・2023/11/17、秋田県立大学システム科学技術学部-特別講義-演題“歩行長寿に関わるヘルスケア(予防医療)の工学的なアプローチ”
・2024/2/17、独立行政法人-高齢・障害・求職者雇用支援機構東北職業能力開発大学校、第22回東北ポリテックビジョン研究発表、概要集A-08、演題“膝関節の揺動から身体的バランスアセスメントする計測デバイスの試作開発”

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] PIFall: A Pressure Insole-Based Fall Detection System for the Elderly Using ResNet3D2024

    • 著者名/発表者名
      Wei Guo, Xiaoyang Liu, Chenghong Lu, and Lei Jing
    • 雑誌名

      Electronics

      巻: 13 ページ: 1-24

    • DOI

      10.3390/electronics13061066

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 膝関節揺動と重心動揺計との相関に関わる試行2023

    • 著者名/発表者名
      長尾 光雄、岡田 浩暢
    • 学会等名
      日本設計工学会 2023 年度 秋季大会研究発表講演会

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公開日: 2024-12-25  

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