馬の跛行をスマホで見つける？

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話題 - 2022年09月22日 (木)

馬に起こる健康問題で最も多いのは、運動器疾患に起因する跛行であることが知られています。その中でも、特に後肢の軽度跛行は、前肢の跛行に比べて、ホースマン自身で気付くのが難しいことがあるため、獣医師への相談が遅れるケースもあると考えられます。一方、近年は、スマホ機器の発達によって、様々な測定機能が付与された結果、垂直または水平方向への加速度をスマホで計測できるようになってきました。

ここでは、スマホ機器を使って、馬の後肢跛行の検知を試みた知見を紹介します。この研究では、後肢の跛行と診断された301頭の症例馬に対して、スマホ機器を骨盤の頂点部（仙骨突起の中間点）に両面テープで固定した状態で、速歩の歩様にて、骨盤の非対称性指標（最小垂直動態振幅、最大垂直動態振幅、上方向振幅）の計測、跛行グレードとの比較、および、診断能の高さを示すROC曲線下面積（AUC）の解析が行なわれました。

参考文献：
Marunova E, Dod L, Witte S, Pfau T. Smartphone-Based Pelvic Movement Asymmetry Measures for Clinical Decision Making in Equine Lameness Assessment. Animals (Basel). 2021 Jun 3;11(6):1665.

結果としては、骨盤の非対称性指標と跛行グレードのあいだには、有意な相関が認められ、上方向振幅（AUC>0.801）、最大垂直動態振幅（AUC>0.728）、最小垂直動態振幅（AUC>0.688）の指標で、いずれも中程度の診断能が確認されました。また、跛行馬と無跛行馬を鑑別する場合には、上方向振幅が7.5mm以上、最大垂直動態振幅が4.5mm以上、最小垂直動態振幅が2.5mm以上をカットオフ値とすることで、75%を越える感度が達成されました。このため、スマホを使って骨盤の左右非対称な動きを検知することで、後肢跛行の客観的な検知が可能であるというデータが示されました。なお、この場合には、上方向振幅のカットオフ値での特異度は、67.6%と中程度に留まりました。

この研究では、跛行の検知という意味では、骨盤の上方向振幅における非対称性が、最も診断能が高いという結果となり、跛行と無跛行との鑑別能を最適化する場合には、上方向振幅が5.5mm以上をカットオフ値とする場合において、85.2%という高い感度が達成されました。しかし、このカットオフ値では、跛行検知の特異度は51.9%に留まっていました。つまり、実際に馬が後肢跛行を呈していた場合、スマホ診断でそれを見逃す確率は14.8%とかなり低く抑えられるため、後肢跛行のスクリーニングとして有用ではあるものの、一方で、無跛行の馬であっても、スマホ診断によって後肢跛行であると誤診されてしまう確率が48.1%に上ってしまうことから、取り越し苦労になってしまうケースも起こり易いと考えられました。

この研究では、スマホ機器を使った後肢跛行の検知に関して、幾つかの限界点が指摘されており、それには、スマホの内部にある加速度センサーを、正確に正中線上に設置しないと、骨盤の動きを適切に計測できないことが挙げられています。また、研究用の大掛かりな歩様解析装置と異なり、スマホを用いた計測法では、馬体の一箇所（骨盤の仙骨突起部）の動きしか計測していないので、前肢跛行が原因で骨盤の動きが非対称になった場合にも、後肢跛行であると検知されてしまうこともあり、これも本手法の限界点であると考察されています。

一方、後肢跛行の診断能における感度と特異度が、良好（>90%）または非常に良好（>99%）というレベルには達していない点については、あくまでスクリーニング検査として用いる場合であれば、許容される範囲であると考えられました。つまり、スマホ機器で跛行が疑われた時には、陽性的中率（1－特異度）の低さを前提として、速やかに獣医師の精密検査を受けることが推奨されています。また、症例によっては、初診時の医学的な跛行検査および画像診断で病態が特定された後、スマホ診断を、跛行の確定診断後における経過観察として用いる目的であれば、十分に有用であるという考察もなされています。