本研究は、姿勢自動調整能力を付与した順動力学的シミュレータの構築を目指している。現在の研究の進捗状況は、下記のとおりである。
京都大学の進捗
有限要素解析ソフト（Mechanical Finder）を用い、従来使用されていたKneeSIMの課題（股関節・足関節が含まれない、逆動力学のみで個別化困難）を克服する新規シミュレータの開発を開始している。具体的には、股関節・足関節、半月板・軟骨構造も含む正常下肢のシミュレータの作成を開始している。今後、骨盤の動きの制約も減らし、生体に近い動作再現を目指している。
今後、18～85歳の男女を対象に、動態解析、表面筋電図、下肢CT/MRIデータを収集し、年齢・性別による違いが分析可能なデータバンクの構築を行う。そのデータバンクをもとにし、スクワット運動・歩行時の各ステップでのデータセットとの誤差許容範囲を設定し、シミュレータへの自動フィードバック機構の実装を計画している。
倫理委員会への多施設一括申請のため、研究計画書・説明文書・情報公開文書等を作成し、4度の修正を経て現在は承認待ちの状態となっている。承認後は、順次データ収集が可能となる予定である。
九州大学の進捗
データバンク作成のため、過去にVICONを用いて収集したデータの確認を行った。既に変形性膝関節30例、人工膝関節置換術後20例のデータを取得済みであり、本研究に使用可能である。今後もVICONを用いた動態解析の順次撮影追加が可能な状態が整っている。
大阪大学の進捗
CT/MRIから再構築した3D CADモデルと透視画像を組み合わせ、1mm未満の精度で膝関節の動きを解析可能な状態となっている。データバンク作成のため、これまでに収集した透視画像・CT/MRIデータの確認を行った。既に正常膝、変形性膝関節症、高位脛骨骨切り術後に関して約20例ずつのデータを取得済みであり、本研究に使用可能である。今後も透視画像の追加取得が可能な状態が整っている。
各大学でこれまでに収集したデータを過去の動作解析に関する文献的考察を踏まえて検討を進め、得られた知見を基に学会及び国際学術誌にて研究成果として発表を行った。
各大学と各企業で、社会実装に向けての協議も行っている。研究用システム、術前計画システムとして上市する、および各企業で新規インプラント開発システムとして使用する等の計画が進められている。