2019 Fiscal Year Research-status Report
Investigation of classifying conditions of knee osteoarthritis using frequency analysis at the knee joint based on vibroarthrograpy
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19K22783
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| Research Institution | Seijoh University |
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Principal Investigator |
太田 進 星城大学, リハビリテーション学部, 教授 (50452199)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
坂井 建宣 埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (10516222)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2023-03-31
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| Keywords | 変形性膝関節症 / 関節音 / 振動 / 周波数解析 / 判別分析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，変形性膝関節症の重症度および早期判別に関節音計測を用いるものである．変形性膝関節症の早期診断基準に轢音（関節からの音）が入っており，世界的にも関節からの音（振動）と変形性膝関節症の関連があることは述べられているが，この音は症例の自覚的なものであり，客観的なデータは少ない．そのため，簡便に計測できる関節音計測方法を確立し，初期の変形性膝関節症を判別することを目的とする．これは変形性膝関節症の予防にも結び付けられると考えている．我々の研究の特徴としては，ノイズの多い膝関節周辺ではなく，脛骨の平らな部分で振動を聴取すること，計測回数を増やし誤差を減らすこと，変形性膝関節症の振動特性のみでなく，正常の特性も加味して判別する方法を加えること，人により異なる立ち上がり動作を再現性の良い立ち上がり動作にして行う方法を採用する点であり，世界的にも行われていない．この方法にて，計測データを増やして機械学習を用いた解析も追加してその判別精度を高めて行くものである．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
健常成人と変形性膝関節症症例の関節音計測を，我々のオリジナルな方法で実施し，再現性を含め解析をした．しかし，有線による加速度計と角度センサを使用しており，動作によりノイズが入ることが考えられ，再現性が十分に得られなかった．そのため，計測機材に関して修正が必要と考え，現在，新たな方法で計測するシステムの開発に入った．そのような意味ではやや遅れてることになるが，一定の方向性はできている．完成すれば，臨床応用については今年度からの計測が可能と予測しているが，人を対象にした研究のため，感染症のリスクのある状況下でいつ開始できるかが問題となる．
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| Strategy for Future Research Activity |
有線の加速度計，角度センサのノイズが動作により大きくなることを認識したため，規模を増やしてのデータ収集前に，無線での計測ができる方法の確立に本年度取り組む．プロトタイプの作成を進めており，角度センサは実用性のめどが立った．関節音計測のためのセンサもプロトタイプを作成を行っている．簡易装置は完成している．解析方法は，昨年までと同様の150-250Hz周辺の成分比率で変形性膝関節症の判別は可能と考えている．臨床的に簡易に計測できるシステムとなれば，データ数を増やし，機械学習を用いて解析を進める．新しい解析としてWavelet変換を高速に行う方法とクラスタリング技術を適用して自動で分類するプログラムを開発する．
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| Causes of Carryover |
計測機器を増やしてデータ収集をする予定であったが，計測の問題点が判明したため，一旦中止した．そのため計測機器の開発を先に行う．本年度もしくは来年度に実際には新たな方法によるシステムを増やすことに使用する．
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