2015 Fiscal Year Research-status Report
骨関節統計動態モデルを用いた高度関節機能診断・手術支援システム
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26350537
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| Research Institution | Saitama Institute of Technology |
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Principal Investigator |
山崎 隆治 埼玉工業大学, 工学部, 准教授 (40432546)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐藤 嘉伸 奈良先端科学技術大学院大学, 情報科学研究科, 教授 (70243219)
菅本 一臣 大阪大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (40294061)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 画像処理・認識 / 情報工学 / 骨関節 / 3次元動態 / 統計動態モデル / 機能診断 / 手術支援 / 機械学習 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度（平成２７年度）は、前年度（平成２６年度）に構築した人工膝関節および膝関節に対する病態統計動態モデルを、正常・健常な骨関節統計動態モデルとともに、2次元/3次元画像位置合わせ技術に導入・実装し、高度関節機能診断・手術支援システムのプロトタイプを開発した。特に、人工膝関節に関しては、症例数および動態解析データの大幅な増加により（計100症例以上）、様々なパターンの病態統計動態モデルの導入が可能となった。開発したプロトタイプシステムの性能評価を行ったところ、人工膝関節対象者に対しては、関節動態の異常の有無を識別でき、また、中・長期における関節機能の状態や再手術の必要性を予測できる可能性が示唆された。同様に、膝関節対象者に対しては、疾患の有無を識別できる可能性が示唆された。
人工股関節に関しては、X線動画像による動態データベースの整備を進め、当初の予定であった30症例以上のデータを収集することができ、3次元動態解析および解析結果の分類（正常・異常のクラス分け）を行った。
前年度（平成２６年度）に開発した人工膝関節および膝関節に対する病態統計動態モデルの構築法を、人工股関節にも適用可能な手法に改良・拡張を行い、汎用的な関節統計動態モデルの構築法の開発を行った。また、様々な関節統計動態モデルに対応できるよう、対象関節部位に依存しない汎用的な動態計測・解析システムを組み込み、プラグイン型高度関節機能診断・手術支援システムの開発を進めている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
人工膝関節および膝関節に対する、高度関節機能診断・手術支援システムのプロトタイプを開発し、その性能評価において有用性が確認されたため。また、人工股関節についても、予定の30症例以上のデータを収集、3次元動態解析および解析結果の分類（正常・異常のクラス分け）を行うことができたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
様々な関節統計動態モデルに対応可能なプラグイン型高度関節機能診断・手術支援システムの開発を進める。また、必要に応じて骨関節統計動態モデルを応用した高度関節機能診断・手術支援システムの拡張、改良、評価を行い、システムの性能を向上させる。
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| Causes of Carryover |
次年度使用額が生じた主な原因は、プラグイン開発用PCおよびそれに関わる消耗品の購入を保留し、現有するPCで一部代用、対応したためである。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度は、様々な関節統計動態モデルに対応可能なプラグイン型高度関節機能診断・手術支援システムの開発を中心に進めるため、プラグイン開発用PCを購入する予定である。また、請求する研究費は、主にシステム開発に必要な物品費や成果発表の費用（旅費）として使用する予定である。
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