講演情報
[P11-06]姿勢推定AIを用いた妊娠期女性の動作解析ー妊婦ジャケット着用による立ち座り動作の評価ー
*工藤 瑞姫1、小松崎 美帆2、近藤 祥子5、蝦名 康彦5、田中 みのり1、野尻 優太3、井野 拓実4、寒川 美奈5 (1. 北海道大学大学院保健科学院、2. 千葉県立保健医療大学、3. 札幌円山整形外科病院、4. 北海道科学大学、5. 北海道大学大学院保健科学研究院)
キーワード：
妊娠期、姿勢推定AI、動作解析
本研究は、所属機関の倫理審査委員会で承認を得た（承認番号22-76）。対象者には研究目的および内容を十分に説明し、書面による同意を得た。
【目的】妊娠期女性は、胎児の成長による体重増加や腹部の突出、乳房の増大など、多くの身体的変化を経験する。これらの変化は妊娠期女性の姿勢変化や立ち座り動作に影響を与え、腰痛や転倒の誘発因子と考えられている。これまで妊娠期女性の立ち座り動作の解析には、主に三次元動作解析装置が用いられてきたが、高額で計測・解析に時間を要するため臨床での汎用性には限界を有する。一方、人工知能（AI）技術を用いた姿勢推定アルゴリズムでは簡便な計測・解析が可能であり、臨床での活用が期待されている。しかしながら、姿勢推定AIを用いた妊娠期女性の動作評価の研究はまだない。そこで本研究は、妊娠期女性を対象とした立ち座り動作評価の前段階として、妊娠期をシミュレーションする妊婦ジャケットを着用した健常成人女性の立ち座り動作について姿勢推定AIを用いて調べた。
【方法】対象は、健常成人女性18名（年齢21.5 ± 1.2歳、身長157.9 ± 4.2cm、体重54.2 ± 8.3kg）とした。対象者には7 kgの妊婦ジャケットを着用してもらい、着用条件と非着用条件の2条件で立ち座り動作を記録した。立ち座り動作は起立相、静止立位相、着座相の3相に分け、各相2秒のペースで実施し、矢状面による動画撮影を行った。解析にはOpenPose ver 1.7.0（Cao et al., 2019）を用いて、頸部、骨盤、股関節、膝関節、足関節、前足部、踵部の推定関節中心座標を抽出した。これらを指標として矢状面の頸部屈曲、体幹前傾、右股関節屈曲、右膝関節屈曲、右足関節背屈、右下腿前傾角度を算出した。統計解析は、Shapiro-Wilk検定を用いて正規性を確認後、対応のあるt検定またはWilcoxon符号付順位和検定を用いて2条件の各関節の最大角度を比較した。有意水準は5 %未満とした。
【結果】起立相では、着用条件において体幹前傾および股関節屈曲角度が有意に減少し（p = 0.005、p < 0.001）、頚部前傾および下腿前傾角度は有意に増加した（p < 0.001、p = 0.039）。着座相では、着用条件において体幹前傾および股関節屈曲角度が有意に減少し（p < 0.001、p < 0.001）、頚部前傾角度は有意に増加した（p < 0.001）。一方、下腿前傾角度には有意な変化が認められなかった（p = 0.127）。
【結論】本研究では、妊婦ジャケットを着用した際の立ち座り動作を姿勢推定AIにより評価した。起立相は妊婦ジャケット着用により体幹前傾・股関節屈曲角度の減少と、頚部前傾・下腿前傾角度の増加が示された。これらの結果は妊娠期女性を対象とした三次元動作解析の先行研究と同様の結果であり、姿勢推定AIによる妊娠期女性の立ち上がり動作変化を評価できる可能性が示された。本研究の結果を踏まえ、今後は実際の妊娠期女性を対象として、姿勢推定AIを用いた動作解析を進める必要性がある。
【方法】対象は、健常成人女性18名（年齢21.5 ± 1.2歳、身長157.9 ± 4.2cm、体重54.2 ± 8.3kg）とした。対象者には7 kgの妊婦ジャケットを着用してもらい、着用条件と非着用条件の2条件で立ち座り動作を記録した。立ち座り動作は起立相、静止立位相、着座相の3相に分け、各相2秒のペースで実施し、矢状面による動画撮影を行った。解析にはOpenPose ver 1.7.0（Cao et al., 2019）を用いて、頸部、骨盤、股関節、膝関節、足関節、前足部、踵部の推定関節中心座標を抽出した。これらを指標として矢状面の頸部屈曲、体幹前傾、右股関節屈曲、右膝関節屈曲、右足関節背屈、右下腿前傾角度を算出した。統計解析は、Shapiro-Wilk検定を用いて正規性を確認後、対応のあるt検定またはWilcoxon符号付順位和検定を用いて2条件の各関節の最大角度を比較した。有意水準は5 %未満とした。
【結果】起立相では、着用条件において体幹前傾および股関節屈曲角度が有意に減少し（p = 0.005、p < 0.001）、頚部前傾および下腿前傾角度は有意に増加した（p < 0.001、p = 0.039）。着座相では、着用条件において体幹前傾および股関節屈曲角度が有意に減少し（p < 0.001、p < 0.001）、頚部前傾角度は有意に増加した（p < 0.001）。一方、下腿前傾角度には有意な変化が認められなかった（p = 0.127）。
【結論】本研究では、妊婦ジャケットを着用した際の立ち座り動作を姿勢推定AIにより評価した。起立相は妊婦ジャケット着用により体幹前傾・股関節屈曲角度の減少と、頚部前傾・下腿前傾角度の増加が示された。これらの結果は妊娠期女性を対象とした三次元動作解析の先行研究と同様の結果であり、姿勢推定AIによる妊娠期女性の立ち上がり動作変化を評価できる可能性が示された。本研究の結果を踏まえ、今後は実際の妊娠期女性を対象として、姿勢推定AIを用いた動作解析を進める必要性がある。