| 研究課題/領域番号 |
21K16672
|
|---|
| 研究機関 | 北海道大学 |
|---|
研究代表者 |
岩崎 浩司 北海道大学, 医学研究院, 特任助教 (40771895)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
|
| キーワード | 加速度センサー / 三次元動作解析 / 変形性膝関節症 / 骨切り術 |
|---|
| 研究実績の概要 |
膝周囲骨切り術の術式、矯正目標を個人に至適化することを最終的な目標として、まず変形性膝関節症（OA）患者と膝周囲骨切り術症例の患者背景、歩行解析、患者満足度のデータを多施設で収集するための多施設研究を開始した。共同研究施設は北海道内で人工膝関節置換術、膝周囲骨切り術併せて年間200例以上行っている3施設である。歩行解析は、全4施設で加速度センサーによる歩行解析を、三次元動作解析装置を備えている2施設では三次元動作解析を行うこととした。この多施設研究により加速度センサーによる解析は年間400例以上、三次元動作解析は100例以上蓄積できることとなった。
加速度のデータは全施設で収集可能であり、今後膨大に蓄積されていくことが明らかである。これに対応するため得られた加速度データを自動で1歩行周期分毎に切り出すプログラムを開発し、処理時間の短縮を図った。蓄積した加速度データと組み合わせて解析する項目としては①HTO前後での変化、②HTO後の満足度、③三次元動作解析装置から得られた膝内反モーメント、④三次元動作解析と筋骨格シミュレーションソフト（Anybody）、症例ごとの膝骨格モデルを組み合わせた有限要素解析による膝関節面の荷重分布とした。
加速度は膝内外方向だけではなく、鉛直方向、前後方向の3軸ある。また、本研究で使用する加速度センサーシステムでは同時に最大5つの部位の加速度を計測可能である。従って1症例でも、そこから得られる加速度情報は時間的、空間的に膨大となるため、その特徴を解析するにはヒトの解析だけでは不十分な可能性がある。そこで、加速度波形と目的とする解析項目との関連を調べるに当たり、機械学習を導入することとした。Preliminaryな解析として、健常成人20例とOA患者20例の加速度波形を、GoogLeNetを用いた機械学習で解析したところ正診率は80%であった。
|
| 現在までの達成度 |
現在までの達成度
2: おおむね順調に進展している
理由
多施設研究の枠組みが整い、加速度波形を解析するための手法も整ってきている。
|
| 今後の研究の推進方策 |
三次元動作解析から得られる膝内反モーメントと加速度データの関係について明らかにする予定である。有限要素解析による膝関節の荷重分布を算出する手法の確率を目指す。
|
| 次年度使用額が生じた理由 |
有限要素解析のためのソフトウェア購入を予定していたが、年度末で事務作業が滞り購入できなかったため
|
