異なる病理モデルに基づく小児患者ケアにおける革新的形態的・機能的解析技術の統合的価値を評価するための参照回廊の構築 (IMoFARP)

下肢（LL）と脊椎の変形は、出生時（奇形）に存在するか、歩行の獲得に伴って発症する（変形）かに関わらず、生活の質に深刻な機能的影響を及ぼします。 これらの異常は、新規または遺伝性の遺伝子変異に起因し、その原因はしばしば不明のままです。 これらの変形は骨格系のみに影響するものではありません。 これらは筋骨格系全体の異常であり、筋損傷や靭帯・関節包系の変化と関連しています。 これらの状態はすべて、患者の生活の質を損なう機能的歩行障害をもたらします。

近年の革新的技術の発展により、正確で安全な形態学的（EOSステレオラジオグラフィーおよび異なるシーケンスでの筋MRI）および機能的（定量化歩行分析、QGA）分析が可能となり、小児患者のより良い診断および治療管理が実現しました。 放射線学的検査（EOS、MRI）は日常臨床で容易に利用可能です。 歩行分析は、マーカーの設置とデータの分析に専門の研究室と専任のチームを必要とするため、その有用性が様々な疾患で証明されているにもかかわらず、使用が制限されています。 しかしながら、これは歩行機能の客観的で定量化された測定を提供するため、不可欠なツールです。 このツールが診断の補助、治療決定、および実施された治療の効果のモニタリングにおいて貴重であることは長年にわたり実証されています。

近年、臨床実践におけるこのツールへのアクセスを簡素化することを目的として、新しいマーカーレスモーションキャプチャシステムが開発されています。 そのようなモーションキャプチャシステムの1つがENSAM生体力学研究所のエンジニアチームによって開発され、31名のボランティアを対象に試験および検証されました。 このシステムは、標準的な三次元AQMと比較して、歩行関節位置誤差に関して良好な結果を得ました。 歩行パラメータに関しては、臨床応用における歩行の時空間パラメータの測定に十分な精度があるとして検証されていますが、臨床応用に向けて歩行の運動学的パラメータの調整がまだ必要です。 定量化歩行分析（QGA）は、モーションキャプチャシステム（運動学的分析）と床反力分析（力学的分析）を使用した運動の三次元分析を可能にします。 これらのシステムは、運動学的分析のために人体の解剖学的ランドマークに配置された再帰反射マーカーを捕捉する赤外線カメラで構成されています。 力学的分析では、力平台を使用して、体幹、股関節、膝、足首の関節に加えられる力（ベクトル、モーメント、パワー）が測定されます。 この3D関節運動データは、多くの異なる疾患を有する患者の機能的診断を支援し、選択的な治療アプローチを可能にします。 この「従来の」三次元AQMは、専用の安全な研究室で実施され、これらの分析からのデータを取得、処理、解釈するためにエンジニアと医療チームの存在を必要とし、データ解釈に必要な時間のためにその使用が制限されています。 より少ないカメラを備えたマーカーレスモーションキャプチャシステムが近年開発されています。 そのようなシステムがENSAMのLBMで開発されており、「ヒューマンポーズ推定」というコンピュータビジョン手法に基づいています。 4台のRGB（赤、緑、青）カメラを使用して歩行パラメータを計算し、人工知能技術を用いて、このシステムは関節中心の位置を決定します。 これは、ジョルジュ・シャルパク人間生体力学研究所で31名の被験者（成人と小児）を対象に試験および検証されました。 このシステムは、臨床応用における時空間パラメータの使用に関して検証されていますが、運動学的パラメータの調整がまだ必要です。 このマーカーレスAQMが、下肢および／または脊椎の遺伝性および／または先天性異常などの様々な疾患に対して検証され、その後、日常臨床実践に実装されることは、異なる筋骨格モデルの理解と、これらの疾患の診断、治療、経過観察管理において大きな進歩を表すでしょう。

小児参照回廊の存在は稀であり、主に成長を通じて生じる変化によるものです。 したがって、成長の特異的な性質により、病気の子供と健康な成人との比較は不可能です。 さらに、小児科自体においても、まだ歩行を学んでいる子供と運動選手のティーンエイジャーを比較することはできません。 健康な小児に基づくこのマーカーレスモーションキャプチャシステムの参照基準を取得することは、日常臨床実践でこの検査を受ける小児の下肢および／または脊椎のあらゆる病理とのその後の比較を可能にするでしょう。