多施設で計測する慣性センサーデータにより作成する脳性麻痺児での歩行変数の発達曲線

使用在多个设施测量的惯性传感器数据创建脑瘫儿童步态变量的发育曲线

基本信息

批准号：
21K11163
负责人：
木元稔
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Akita University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2026-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K11163/
关键词：
脳性麻痺歩行発達発達曲線慣性センサー歩幅

项目摘要

本研究の目的は、小型・軽量である慣性センサーを脳性麻痺児の両側の足背につけ、歩行速度・重複歩距離（歩幅）・ケイデンス（歩調）などを長期間にわたり計測することである。計測は全国の小児専門とする施設・病院で行い、多施設・縦断的なデータ収集を行う。子どもは通常、年齢が増すほどに歩行も発達し、より速く歩くことが可能になる。しかし、脳性麻痺児では、重複歩距離が長くなり、歩行速度が増大したように見える場合もあるが、下肢長でこれらの値を補正した場合、年齢に伴い歩行能力は低下したと判断することが妥当である場合も多い。症例によっては、継続的な理学療法を中心とするリハビリテーションに加え、薬物治療や手術治療を行う必要がある。本研究は、歩行速度・重複歩距離・ケイデンスなどの縦断的な歩行データをグラフ化し、脳性麻痺児の歩行経過のグループ化を図る。得られたグラフは、リハビリテーション・薬物や手術の実施タイミング決定や効果判定に役立つことが期待される。慣性センサーを用いた歩行速度と重複歩距離の計測は、健常者を対象にその妥当性が証明されている。しかし、脳性麻痺児が示す特徴的な歩容においても、正確に歩行速度や歩幅を計測できるか、明らかになっていない。特に脳性麻痺児では踵がつかない歩き方（尖足）や、踵離れが早い歩き方をするため、慣性センサーデータに特有のノイズが発生し、計測値に誤差が生じてしまうことが知られている。昨年度に得たデータを検証した結果、脳性麻痺児だけでなく、健常成人でもすでに公表されている方法に準じた方法でも、誤差が許容できないほど大きいことが明らかになった。今後は、センサーの装着位置を変更することにより、正確度と精度が保証された新たな計測手法の開発を目指す。装着位置の変更に従いプログラミングも見直し、再度検証する予定である。

这项研究的目的是将小型、轻量的惯性传感器安装在脑瘫儿童的双脚背上，并长期测量步行速度、重复步距（步幅）和步频。测量将在全国儿科专科机构和医院进行，并进行多中心、纵向数据收集。随着孩子年龄的增长，他们的步态通常会发展并且能够走得更快。然而，在脑瘫儿童中，虽然重复行走的距离可能更长，行走速度可能看起来有所增加，但当这些值针对下肢长度进行校正时，很难判断行走能力随着下肢长度的增加而下降。年龄往往是合适的。根据情况，除了以物理治疗为中心的持续康复治疗外，可能还需要进行药物治疗或手术治疗。这项研究绘制了步行速度、重复步行距离和步频等纵向步行数据的图表，并试图对脑瘫儿童的步行进度进行分组。获得的图表预计将有助于确定康复、药物和手术的时机以及确定其有效性。使用惯性传感器测量步行速度和重叠步行距离的有效性已在健康受试者中得到证明。然而，即使是脑瘫儿童的特征步态，是否也能准确测量步行速度和步幅尚不清楚。特别是，众所周知，脑瘫儿童以不接触脚后跟（马蹄足）的方式行走或快速释放脚后跟的方式行走，这会导致惯性传感器数据中出现独特的噪声，从而导致错误测量值是。在检查了去年获得的数据后，我们发现，即使使用基于已发表方法的方法，误差也大得令人无法接受，不仅对于脑瘫儿童，而且对于健康成年人也是如此。未来，我们的目标是开发一种新的测量方法，通过改变传感器的安装位置来保证准确性和精度。我们计划随着安装位置的变化审查编程并再次验证。