スマホ1台でTKA術後の歩行回復を「見える化」｜ExaMD・神戸大学のLocoStep臨床研究が始動

はじめに｜「TKA後の回復」をスマホで見える化する時代へ

変形性膝関節症が進行して保存療法では対処しきれなくなったとき、最後の選択肢として登場するのが人工膝関節置換術、いわゆるTKAです。膝の関節表面を人工部品に置き換えることで、痛みを大幅に軽減し、歩行能力の回復を目指します。日本国内でも年間9万件以上が行われ、変形性膝関節症の代表的な手術として広く普及しています。

しかし手術が成功しても、術後の歩き方が以前と同じようにスムーズに戻るとは限りません。膝の曲げ伸ばしの角度、歩幅、左右のバランス、ふらつきの大きさなど、退院後にゆっくり整っていく要素が数多く残ります。患者本人は「なんとなく歩けている」と感じていても、専門家の目から見ると微妙な左右差や速度低下が残っているケースは珍しくありません。

これまでこうした術後の細かな歩行回復は、専門の動作解析装置を備えた一部の研究機関でしか客観的に評価できませんでした。装置は高額で広い部屋を要し、計測には専門スタッフが必要です。日常の外来では「痛みは取れましたか」「どのくらい歩けますか」といった問診と、簡単な歩行観察に頼らざるを得ないのが現実でした。

2026年4月8日、株式会社エクサウィザーズのグループ会社であるExaMDは、神戸大学および西記念ポートアイランドリハビリテーション病院との共同研究開始を発表しました。テーマは、医療用AI歩行分析アプリ「LocoStep」を用いたTKA患者の術後歩行評価です。スマートフォン1台で計測が完結する仕組みは、整形外科の外来風景を変える可能性を秘めています。

本記事では、50代から70代でTKA手術を検討している方や、すでに手術を受けて経過観察中の方に向けて、このニュースの意味を分かりやすく整理します。同時に、医療者や医療DXに関心のある方が知っておきたい背景も併せて解説します。

LocoStepとは｜AI歩行分析アプリの全体像

LocoStep（ロコステップ）は、株式会社ExaMDが開発・製造販売する医療用ソフトウェア（SaMD、ソフトウェア医療機器）です。2025年7月に「歩行分析ツール ロコステップ」として国内で発売されました。製造販売届出番号は13B2X10629000001で、独立行政法人医薬品医療機器総合機構（PMDA）に登録された一般医療機器に該当します。

仕組みはシンプルです。iPhoneまたはiPadのカメラで、患者が約5mを正面方向に歩く様子を撮影します。撮影時間はおよそ10秒です。アプリが人体の17の骨格ポイントを動画から抽出し、関節の動きをAIが解析します。結果は数十秒以内に画面に表示され、歩行速度、ステップ時間、身体の動揺幅、各関節の角度などが数値とグラフで提示されます。

この計測には専用の医療機器を別途導入する必要がありません。スマートフォンやタブレットさえあれば外来診察室の片隅でも、リハビリ室でも実施できます。設置や保管のスペースが不要な点は、地方の中小病院やクリニックにとって大きなメリットです。アプリは保険算定の対象となっており、平衡機能検査D250の動作分析検査として、1回250点で算定可能です。

監修にあたっているのは、順天堂大学大学院医学研究科でスポーツ医学・スポートロジーを担当する田村好史教授と、国立長寿医療研究センター理事長の荒井秀典氏です。両氏ともロコモティブシンドロームやサルコペニアの研究で知られる、運動機能評価の第一人者と言える存在です。エビデンスに基づくAI設計を支える役割を担っています。

すでにLocoStepは、熊本大学が主導する菊陽町J-MINT研究にも採用されています。これは認知症リスクの高い高齢者を対象とした運動・栄養・認知トレーニングの介入研究で、運動機能の客観的評価ツールとして活用される予定です。整形外科だけでなく、地域の健康長寿プロジェクトにも広がりを見せている点が、このアプリの汎用性を物語っています。

臨床研究の詳細｜神戸大整形外科・西記念ポートアイランドとの連携

今回ExaMDが発表した共同研究は、人工膝関節置換術を受けた患者を対象としています。研究のパートナーは、国立大学法人神戸大学と医療法人康雄会西記念ポートアイランドリハビリテーション病院の2施設です。前者は急性期の手術を、後者は術後リハビリテーションを担う立場で、TKA患者の術前から術後回復期までを連続的に追跡できる体制が整っています。

研究の目的は大きく2つに整理されます。第一に、AIによる歩行分析が「どのような指標で」「どの程度」臨床評価と結びつくのかを検証することです。具体的には、LocoStepが算出する歩行速度や動揺幅などの指標と、整形外科で従来用いられてきた評価尺度との関連性を統計的に解析します。例えば膝関節機能の主観評価指標であるWOMACスコアや、JOAスコアといった既存指標との相関が想定されます。

第二の目的は、日常診療のワークフローに組み込みやすい評価手法の検討です。研究室の中で精度を追求するだけでなく、実際の外来診療でどう使えば医療者の負担を増やさず情報を引き出せるかを探ります。これは社会実装を見据えた現実的な視点であり、AIツールが研究止まりで終わらないために重要なステップです。

共同研究のもう1つの特徴は、急性期病院と回復期リハビリテーション病院の連携にあります。日本のTKA患者は、急性期病院で手術を受けた後、リハビリ専門病院に転院して2〜4週間かけて歩行を再獲得し、自宅へ戻るのが一般的です。しかし両施設で評価方法が異なると、回復過程を一貫したデータで追えませんでした。LocoStepのように施設間で同じ指標を共有できる仕組みがあれば、転院時の情報引き継ぎが格段に滑らかになる可能性があります。

研究で得られた知見は、終了後に倫理・法律・契約上の条件を順守したうえで、学会発表や論文として公表される予定です。ExaMDは今後、得られた知見をLocoStep本体の機能改善や新機能の検討にも反映させると明言しています。研究と製品開発が一体化したサイクルが回り始めた格好です。

従来のTKA後フォロー vs リモートモニタリング

従来のTKA術後フォローアップは、外来通院による問診と簡易な歩行観察、必要に応じたレントゲン撮影が中心でした。退院後1か月、3か月、半年、1年と節目ごとに通院し、医師が痛みや動かしやすさを聞き取り、診察室の数メートルを実際に歩いてもらって状態を確認します。これは長く続けられてきた信頼性の高い方法ですが、いくつかの限界がありました。

第一の限界は、評価が主観に偏りやすいことです。患者の「だいぶ歩けるようになった」という言葉と、医師が見た歩行印象の両方が、ともに主観的な情報として記録されます。同じ患者でも体調や緊張具合で歩き方は変わり、客観的な数値で経過を比較するのは容易ではありません。第二に、外来の限られた時間と空間での評価では、自宅での実際の動きや、疲労が溜まる夕方の歩行までは把握できません。

これに対しLocoStepのようなアプリ型歩行分析は、毎回同じアルゴリズムで歩行速度や動揺幅を数値化します。来院時に5mほど歩いてもらうだけで、前回との比較がグラフで一目瞭然になります。患者にとっても「数字が良くなった」という具体的な実感が得られやすく、リハビリへのモチベーション向上にもつながります。さらに今後アプリが患者自身のスマートフォンに展開されれば、自宅での日々の歩行を蓄積し、医師にデータを共有する遠隔モニタリングへの発展も視野に入ります。

欧米では、すでにTKA術後の遠隔モニタリングや遠隔リハビリの研究が複数進んでいます。米国の整形外科学会では、ウェアラブルセンサーや動画AIを使った術後経過追跡の有用性が報告されつつあります。日本もようやくこの潮流に追いついた段階と言え、今回のExaMDと神戸大学の共同研究は、国内で標準化されたエビデンスを蓄積する貴重な一歩になります。

ただし、リモートモニタリングは万能ではありません。AIによる解析はあくまで参考情報であり、感染兆候の見落としや深部静脈血栓症などの合併症は、医師の直接診察でしか見抜けない場面が多くあります。アプリ評価と従来の診察が補完し合う形が、現実的な落としどころと言えるでしょう。

アプリ利用の流れ・期待される導入像

LocoStepは、現時点では患者個人がアプリストアからダウンロードして使うものではなく、医療機関向けに提供されるサービスです。導入を希望する医療機関がExaMDに会員登録し、契約のうえでアプリと運用ガイドの提供を受ける仕組みになっています。一般市販のiPhoneやiPadに専用アプリをインストールし、医師やリハビリスタッフが操作する形が想定されています。

外来での具体的な使い方は次のような流れになります。まず患者が来院すると、診察室や測定スペースの正面方向に約5mの歩行ラインを確保します。担当スタッフがスマートフォンを胸の高さに構え、アプリを起動して撮影モードに入ります。患者には自然なペースで一度往復してもらうだけで十分で、時間にして10秒程度です。直後に画面上で歩行速度や動揺幅などの数値が表示され、前回計測との比較も自動でグラフ化されます。

結果はその場で印刷できるレポート機能も備えています。患者は手元で自分の数字を確認しながら医師の説明を聞けるため、「治療がどう進んでいるか」が言葉だけでは伝わりにくい高齢者でも理解しやすくなります。レポートには改善傾向や注意点が視覚化されており、家族と共有して在宅でのリハビリ意欲を高める材料にもなります。

TKA術後の経過観察では、退院時、退院後1か月、3か月、6か月、1年といった節目で測定するのが効果的とみられます。同じ条件で繰り返すことで、回復のスピードや停滞のタイミングが一目で把握できるからです。担当医はそのデータを基に、リハビリの強度調整や追加の運動指導、必要なら投薬の見直しなどを判断できます。

将来的には、患者自身のスマートフォンに患者向けアプリが展開され、自宅で家族に撮影してもらった歩行動画を遠隔で医師が確認する運用も考えられます。これが実現すれば、足腰が不自由で通院がつらい高齢患者でも、定期的な歩行評価を受けられるようになります。今回の共同研究は、そうした未来への重要なステップと位置づけられます。

押さえるべき5つの要点

今回のニュースを整理するうえで、患者・医療者の双方が押さえておきたい論点があります。情報量が多いため、要点を5つに絞ってまとめます。

1. 共同研究の主体はExaMDと神戸大学・西記念ポートアイランド

発表元は株式会社エクサウィザーズですが、実際にLocoStepを開発・販売しているのはグループ会社のExaMDです。臨床研究のパートナーは、神戸大学医学部附属病院と西記念ポートアイランドリハビリテーション病院で、急性期から回復期まで一貫した患者追跡が可能な体制となっています。

2. iPhoneやiPadだけで歩行分析が完結する

従来の三次元動作解析装置と異なり、専用機器は不要です。一般市販のiPhone・iPadに専用アプリをインストールするだけで、約5mの歩行を10秒程度撮影し、AIが歩行速度や動揺幅、ステップ時間などを数値化します。導入コストと運用負担を大幅に下げる仕組みです。

3. 評価の客観化と医療者負担の軽減を同時に狙う

主観に偏りがちだった術後フォローを、毎回同じアルゴリズムで定量化できます。レポートは自動生成されるため、医療者の記録業務や説明資料作成の手間が減ります。患者にとっても自分の回復が数字で見えることで、リハビリのモチベーション維持につながります。

4. 保険算定対象の医療機器として正式登録済み

LocoStepはPMDA届出済みの一般医療機器（製造販売届出番号13B2X10629000001）であり、平衡機能検査D250の動作分析検査として1回250点で保険算定可能です。研究段階の試作品ではなく、すでに医療現場で使える正式な医療機器という位置づけです。

5. 知見はLocoStepの機能改善にも還元される

研究で得られたデータは、ExaMDがLocoStepの新機能開発や精度改善に活用すると明言しています。研究成果が論文として残るだけでなく、製品の進化を通じて全国の医療現場に波及する循環が想定されています。

独自見解｜医療DXと整形外科診療の6つの視点

LocoStepの臨床研究開始は単なる新製品ニュースではなく、整形外科診療における医療DXのあり方を考えさせる出来事です。当サイトとして6つの視点から考察します。

視点1：医療DXがついに整形外科の「動き」へ届いた

これまで医療DXの中心は電子カルテや予約システム、画像診断AIといった情報・画像領域でした。一方で整形外科の根幹である「動きの評価」は、デジタル化が遅れていた領域です。LocoStepは患者の歩行という動的情報を、外来でリアルタイムに数値化する仕組みを整えました。整形外科診療のDXがいよいよ運動機能そのものに到達した、象徴的な動きと言えます。

視点2：欧米先行のリモートモニタリングに日本が追従

米国や欧州では、TKA術後の遠隔モニタリングや遠隔リハビリは数年前から研究と実装が進んでいました。日本はこの領域で出遅れ気味でしたが、LocoStepの臨床研究と保険算定対応により、ようやくキャッチアップの兆しが見えています。海外と異なり日本は皆保険制度のもとで動くため、保険適用との両立を図りながら進む点が特徴です。

視点3：患者にとっての3つのメリット

患者から見ると、通院負担の軽減、客観的な回復把握、不安の軽減という3つのメリットが期待されます。回復が数字で見えれば、漠然とした「まだ痛い気がする」という不安が「歩行速度は前回より改善している」と具体的な手応えに変わります。また将来の遠隔モニタリング展開によって、雪国の冬季や夏の猛暑期に通院が困難な高齢者でも継続評価が受けられる可能性が広がります。

視点4：整形外科医にとってのデータドリブン診療

医師側のメリットも見逃せません。経時的な数値データが蓄積されれば、その患者にとっての「異常な変化」を早期に検知できます。例えば術後3か月で歩行速度が突然低下した場合、感染や緩み、対側膝の悪化といった合併症のサインかもしれません。経験と勘に頼る診療から、数値に基づくデータドリブン診療への移行を後押しする道具になります。

視点5：克服すべき3つの限界

もちろん限界もあります。第一に、高齢者やその家族が自宅でアプリを正しく操作できるかという習熟度の問題です。第二に、歩行動画というセンシティブなデータの取り扱い、プライバシー保護とセキュリティ確保の課題です。第三に、現時点で保険算定が認められているのは平衡機能検査の枠であり、TKA術後の継続的なモニタリング全般が保険適用されるかは今後の整理を待つ必要があります。これらは技術ではなく制度・運用の課題であり、医療界全体での議論が求められます。

視点6：他術式・他疾患への将来的な展開

TKAで蓄積されたエビデンスは、他の整形外科術後にも応用可能です。例えば高位脛骨骨切り術（HTO）、単顆人工膝関節置換術（UKA）、前十字靱帯（ACL）再建術などの術後評価に転用できる可能性があります。さらに変形性膝関節症の保存療法における運動療法の効果判定や、ロコモ・サルコペニア患者の経過観察にも応用範囲は広がります。共同研究で確立された評価フレームワークが、整形外科全般のリモート評価標準になる可能性すら秘めています。

まとめ

2026年4月8日、エクサウィザーズグループのExaMDは、神戸大学医学部附属病院および西記念ポートアイランドリハビリテーション病院との共同研究を開始しました。テーマは、医療用AI歩行分析アプリ「LocoStep」を活用した人工膝関節置換術（TKA）患者の歩行評価です。スマートフォン1台、約5mの歩行と10秒の撮影で、歩行速度や動揺幅などをAIが数値化します。

従来は高額な動作解析装置と専門スタッフが必要だった術後歩行評価が、外来やリハビリ室で誰でも実施できる時代に入ろうとしています。患者にとっては自分の回復が数字で見える安心感、医療者にとってはデータドリブンな術後管理という、双方にメリットのある変化です。共同研究の成果は学会発表や論文として公表され、LocoStepの機能改善にも還元される予定です。

もちろん限界もあります。スマートフォン操作の習熟、データプライバシー、保険適用の範囲など、技術以外の課題が残されています。それでも、整形外科診療の医療DXがついに「動きの評価」へ届いたという象徴的な出来事として、本ニュースは大きな意味を持ちます。今後、TKAだけでなくUKAやACL再建、保存療法の運動指導など、応用範囲は段階的に広がっていくでしょう。

50代から70代でTKAを検討中の方、すでに手術を受けて経過観察中の方は、こうしたAI歩行分析が外来で受けられる施設が今後増えていく可能性を頭に入れておくと良いでしょう。日々のリハビリと栄養管理を継続しながら、新しい医療技術の進化を上手に活用していくことが、長く自分の足で歩き続ける近道になります。