Global outreach of hip arthroplasty support system using real-time acoustic analysis.

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研究代表者は、人工関節挿入時の骨の力学的負荷の客観的情報を術者が把握しながら手術を行うことで合併症を回避できないかと着想し、インプラント挿入時叩打音の解析研究により、手術時叩打音解析手法確立・人工知能による叩打音識別・合併症特有の叩打音特性の発見などの成果を得て、叩打音解析による手術支援の可能性を示した。本課題においては、海外施設と共同で、全世界的な母集団での叩打音特性データ解析、継続的な国際共同研究体制構築、叩打時の被叩打物体振動特性による叩打音特性解析を行うことで、高いロバスト性を持つ予測アルゴリズムを含有したクラウドを介する遠隔リアルタイム自動音響解析手術支援システムの開発及び国際展開を目指している。2022年度は、渡航前(2023年度に渡航予定)の事前準備として、アメリカとフランスの共同研究先の研究者と、①今までの研究成果の共有及び議論、②予定している研究内容に関連する最新の学術的知見の共有、③予定している研究内容の詳細な打ち合わせ、の3点を実施した。更には、国内の共同研究機関であるNTTデータCCSとともに、①インプラントの大腿骨への嵌合度を叩打音により自動識別する深層学習を用いたアルゴリズム開発を行い、渡航後に得られる予定である全世界的な患者の叩打音が加わることで、更なる予測精度が高く高度なロバスト性を持つアルゴリズムの開発が十分に見込まれる成果を得た。そして、前段階の基礎的実験として、模擬骨を用いた模擬手術実験を行い、渡航後にフランスで実施する予定の研究計画の推敲を行った。その結果、空気伝搬マイクだけでなく接触型マイクによる精度上昇の可能性、産業技術総合研究所が開発した応力発光体を模擬骨に塗布し、大腿骨への力学的負荷を直接的に評価できる可能性を発見した。これらの2022年度の成果を踏まえ、2023年度中にアメリカとフランスに渡り研究を継続する予定である。