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

使用实时声学分析的髋关节置换术支持系统的全球推广。

• 批准号: 21KK0281
• 负责人: 本間 康弘
• 金额: $ 9.98万
• 依托单位: Juntendo University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (A))
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022 至 2024
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21KK0281/
• 关键词: 人工関節; 音響工学; AI; 聴知覚; 叩打音; 音響解析; 手術支援

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。

研究人员发明了是否可以通过手术进行手术来避免并发症，而外科医生在人造关节插入过程中掌握了有关骨头机械负荷的客观信息。通过分析植入物插入过程中的敲击声，他获得了结果，例如建立了一种在手术过程中分析命中声音的技术，通过人工智能区分了命中声，并发现了并发症独特的命中声音特征，显示了通过分析命中声音的手术支持的可能性。在这个主题中，我们旨在通过分析全球人群中的热门声音特征数据，建立连续的国际联合研究系统，并根据击中对象的振动特征，使用云时，其中包含极其强大的预测算法，从而在全球人群中分析打击的声音特征，建立连续的国际联合研究系统，并分析基于撞击对象的振动特征，从而在这个主题上开发和扩展该计划，从而在这一主题上开发和扩展了该计划。 2022年，在旅行前提前准备（计划于2023年旅行），与美国和法国联合研究人员的研究人员保持了三点：1）共享和讨论先前研究的结果，2）共享与计划研究的最新学术发现，以及3）详细介绍了计划研究。此外，与NTT数据CCS一起，国内协作研究所，1）使用深度学习制定了一种算法，该算法可以自动确定使用击中患者的声音，并通过添加全球范围的患者的声音来自动确定植入物的程度，并在旅行后获得较高的竞争力，并且可以在旅行后获得较高的竞争力，并获得较高的竞争能力，并获得了较高的预测。作为上一阶段的基本实验，使用模拟骨头进行了模拟的手术实验，并计划在法国进行修订后的研究计划。结果，我们发现，不仅空气传播麦克风，而且接触麦克风可以提高准确性，并且由国家晚期工业科学和技术研究所开发的压力发射体可以应用于模拟骨骼，以直接评估股骨的机械负载。基于2022财年的这些结果，我们计划在2023财年在美国和法国继续研究。