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．

本研究项目以人体足部功能为研究对象，旨在建立一种易于在日常生活中使用的足部功能和步行功能的定量评估方法。据报道，拇囊炎、老茧、鸡眼和内嵌趾甲等足部异常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，这些足部异常会受到日常生活中反复行走动作导致足部负荷和负荷条件变化的影响，因此不仅对老年人而且对广泛年龄段的人来说保持健康都很重要需要采取措施来维持足部的状况。因此，在本研究项目中，我们旨在构建一种以施加于人足底的“剪切力”为重点的定量评估方法，并开发了一种测量系统，旨在为足部和步行功能创建新的评估参数．所开发的设备采用紧凑、高灵敏度的三轴力传感器，可以测量剪切力，并旨在通过无线通信将获得的数据传输到专用终端。通过实验，我们能够从传感器获取步行运动过程中足部所受剪切力的数据，并通过对输出波形进行比较分析，从而分析步行周期中足部的运动情况。 2022财年，我们对迄今为止获得的健康人步态测量实验数据进行了详细分析。我们还通过对社区老年人的现场实验获得了步态数据。对于每个受试者组，我们考虑了步行过程中足部内翻-外翻运动的差异、足部压力中心轨迹的移动以及输出数据的整体波形的特征。该设备能够定量测量日常生活中的步行运动，不仅在实验室环境中，而且在任何地方，重点关注人体足部的解剖结构和三维运动分析，我们相信这种方法可以作为一种工具提出。寻找足部和行走功能的新评估方法。