2017 Fiscal Year Annual Research Report
Advanced joint function diagnosis and surgical assisted system using bone joint statistical motion models
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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, 先端科学技術研究科, 教授 (70243219)
菅本 一臣 大阪大学, 医学系研究科, 寄附講座教授 (40294061)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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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２９年度）は、前年度（平成２８年度）に引き続き、必要に応じて骨関節統計動態モデル（正常・健常な統計動態モデルおよび病態統計動態モデル）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、性能評価を行った。具体的には、病態統計動態モデルの構築法（表現法や正規化法）にさらに改良を加え、汎用的な骨関節統計動態モデルの確立、およびそれらの関節統計動態モデルに対応した汎用的な3次元動態計測・解析システム（高度関節機能診断・手術支援システム）を開発した。
また、人工膝関節および膝関節について、最終的に大幅な症例数の増加および動態解析データを得ることができたため、それらのデータの分類および統計動態モデルの再構築とともに、最終的なシステムの性能評価実験を行った。結果として、少なくとも人工膝関節対象者については、関節動態の異常の有無を高精度で識別でき、また、中・長期における関節機能の状態や再手術の必要性など、高い精度で予測できることが確認された。同様に、膝関節対象者に対しても、疾患の識別や手術の必要性の有無など、ある程度の精度で予測できる可能性があり、今後のさらなる計測・解析症例数の増加にともない、より高度な関節機能診断・手術支援が期待できる。
人工股関節の対象者については、最終的に症例、解析データ数が30例程度にとどまったが、開発したシステムを用いた性能評価実験では、人工膝関節と同様に、関節動態の異常の有無を識別でき、中・長期における関節機能の状態や再手術の必要性などある程度予測できることが示唆された。
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