足底部剪断力計測デバイスによる歩行および足部機能の新たな評価手法の開発

使用足底剪切力测量装置开发一种新的步态和足部功能评估方法

• 批准号: 19K19821
• 负责人: 中嶋 香奈子
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19K19821/
• 关键词: 歩行動作分析; 足部機能評価; 剪断力計測; 無線通信; リアルタイムモニタリング; 人間工学; 計測工学; 足部異常予防; 足底部剪断力計測; 歩行; 足部; 転倒予防

本研究課題ではヒトの足部機能に着目し，日常生活の中で簡便に活用可能な足部機能および歩行機能の定量的評価手法の確立を目指した．外反母趾や胼胝，魚の目，巻き爪などの足部の異常は，高齢者の転倒リスクを増加させる要因の1つであるとの報告が挙げられることから，効果的な予防対策が求められる．また，これらの足部異常は日々の生活の中で繰り返し行われる歩行動作により，足部への負荷や荷重の状況が変化し影響を与えることから，高齢者のみならず幅広い年代を通して健康的な足部状態の保持のための対策が必要である．そこで本研究課題では，ヒトの足底部にかかる「剪断力」に着目した定量的評価手法の構築を目的とし，足部・歩行機能の評価パラメータの新規創出を目指した計測システムの開発を行った．開発デバイスには剪断力計測が可能な小型高感度三軸力センサを採用し，無線通信により得られたデータを専用端末に伝送可能な設計とした．実験より，歩行動作時における足部にかかる剪断力データをセンサから取得することができ，出力波形の比較分析を進めることで，歩行周期における足部動作を解析することができた．2022年度は，これまでに取得した健常者の歩行計測実験のデータを詳細に分析した．また，地域在住の高齢者を対象としたフィールド実験で実施した歩行データを取得した．対象者群別に，歩行中の足部の内外反の動きや，足圧中心軌跡の偏移，出力データの全体的な波形の特徴の違いについて考察した．実験室環境下だけでなく場所を問わず日常生活に即した歩行動作の定量計測ができる本デバイスは，ヒトの足部の解剖学的構造や3次元的な動作分析に着目し，対象者の足部・歩行機能の新たな評価手法を見出す1つのツールとして提案できると考えられる．

该研究主题侧重于人的脚部功能，旨在为脚步功能和步行功能建立定量评估方法，该方法可以在日常生活中轻松使用。据报道，脚部的异常情况，例如兔子，牛群，鱼眼和向内生长的指甲是增加老年人跌倒风险的因素之一，因此需要采取有效的预防措施。此外，由于在日常生活中发生的反复步行运动，这些脚部异常会影响脚负荷和负载状况的变化，因此必须采取措施来维持健康的脚部状况，不仅是老年人，而且对于广泛的年龄段。因此，开发了该研究主题是为了开发一种定量评估方法，该方法侧重于应用于人类的底部的“剪切力”，并创建一个旨在为脚和步行功能创建新的评估参数的测量系统。开发设备使用一个紧凑的，高度敏感的三轴力传感器，可以测量剪切力，并旨在通过无线通信获得的数据传输到专用的终端。从实验中，可以从传感器中获得施加到脚的剪切力的数据，并通过对输出波形进行比较分析，可以在行走循环过程中分析脚运动。在2022财年，我们详细分析了从正常人那里获得的步行测量实验的数据。我们还获得了在涉及居住在该地区的老年人的现场实验中进行的步行数据。我们检查了步行过程中脚的内部和外部外翻运动的运动，中央脚压力基因座的偏差以及由受试者组组成的输出数据的总体特征。该设备允许对适合日常生活的步行运动进行定量测量，这不仅在实验室环境中，而且在任何位置，都可以作为发现新方法的工具，以发现评估受试者的脚和步行功能的新方法，重点介绍了人脚和3D运动分析的解剖结构。