難病の脊髄性筋萎縮症(SMA)の動作解析システム、岐阜大

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岐阜大学は1月17日、加藤善一郎氏(同大学院連合創薬医療情報研究教授)と松丸直樹氏(同研究科博士課程)の研究グループが、全身の筋力が低下する難病「脊髄性筋萎縮症(SMA)」の患者の動作を、「モーションキャプチャ」を活用し、3次元で解析する方法を新たに開発したことを発表した。

今回のシステムは世界初で、1月22日に論文が日本小児神経学会の英文誌に掲載されている。

「モーションキャプチャ」を応用、独自の3次元解析プログラム

体にセンサーをつけ、人の動きをデジタル化し、パソコンで人の動きを記録したり、描画したりするできる「モーションキャプチャ」と呼ばれる技術。

もともと、従来のモーションキャプチャでは、全身に20個前後のセンサーを取り付ける必要があり、解析方法もほぼ一通りにマニュアル化されていたため、応用が利きにくく、大がかりな機器が必要になるため、コストも高額になるという課題があった。

同研究グループでは、この「モーションキャプチャ」の新しい計算・処理法を開発し、動作を数値化することで治療薬の服用効果が数値で分析できる独自の3次元解析プログラムを開発した。

センサー1つで誤差は「0・1ミリ」程度、患者の動作を正確解析

同研究グループでは、20年以上取り組んでおり、新システムでは、SMAをはじめとした神経疾患患者に対する動作解析のための利用を想定

複数の赤外線カメラを設置した場所で、マーカー(球形の小さな印)を手首やひじなどに取り付けて腕を動かすと、カメラが印を捉え、その動きをモーションキャプチャで解析・記録する。

この新システムでは、大がかりな装置は不要で、一つのセンサーを体の一部に取り付けるだけで動作分析できるようになったため、患者の負担が軽減し、実用性が飛躍的に高まった。

動きの滑らかさを正確に解析できる特長を持っており、誤差は0・1ミリ程度と、体の動きのわずかな違いも可視化できるようになる。さらに、複数のセンサーを使うことで、より正確な動きも分析できる。

患者の薬の服用効果測定、他の神経疾患などへの応用も期待

新システムを活用すれば、患者の薬の服用前後で記録を行い、定量的にまとめた数値指標を作ることで、薬が運動機能の改善にどれほど効果があったか分析し、薬の臨床試験への応用や研究者間でのデータ共有なども期待できる

また、赤外線カメラがなくても、米アップルの腕時計型端末「アップルウオッチ」やスマートフォンで動作解析ができる専用アプリを同研究グループが開発。端末内蔵の加速度センサーなどを活用して解析する。

今後は、臨床現場での利用や、他の神経疾患・高齢者の身体的な衰え・スポーツ動作などの分析への応用も期待できる。

公開日 :2018.02.20 更新日 :2021.10.06

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