蹴り出し推進型短下肢装具の開発-中足指節関節の伸曲両立性を担保できるソール素材-

开发踢腿推进短腿矫形器 - 可确保与跖趾关节伸展相容的鞋底材料 -

基本信息

批准号：
21H03307
负责人：
米津亮
金额：
$ 10.9万
依托单位：
Tokyo Kasei University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H03307/
关键词：
短下肢装具ソール素材脳卒中後遺症者

项目摘要

脳卒中後遺症者の蹴り出しを改善し、より自然な歩行を再現できる短下肢装具を開発することを最終目標とする。そのため、中足指節関節の伸曲両立性を担保できる短下肢装具用ソールを新たに考案することを目的に、リハビリテーション学研究と工学研究を融合させ4年間の研究を実施する。このことで、脳卒中後遺症者の早期離床、機能回復の促進、二次障害の予防を目指す。令和3年度は、つま先部分に使用する特殊な炭素繊維強化プラスチックの樹脂含有率を変更した2種類の短下肢装具ソール素材を試作し、その素材特性評価に関する工学的研究を実施した。その結果、樹脂含有率が高いものが耐久性および復元性に優れる傾向を明らかにできた。このことにより、試作しようとする短下肢装具ソールのプロトタイプモデルを確立できたと考えている。また、試作した複合素材を組み込んだ短下肢装具を試作し、健常成人10名を対象に歩行解析に焦点を当てたリハビリテーション学的研究を実施した。その結果、既存のソールよりも試作したソールは、歩行時に中足指節関節以遠でより多くの荷重を行っていることを明らかにした。これは、ソール素材の特性により蹴り出し動作時の運動パターンが変化することを示唆する重要な知見と考えている。一方で、このような分析からソール素材の実使用を想定したシミュレーションによる工学的研究を行ったが、歩行解析の実情に応じた解析結果が得られなかった点が唯一の課題である。

最终目标是开发一种短腿矫形器，可以提高中风后遗症患者的踢腿能力，重现更自然的步态。因此，我们将进行为期四年的康复科学与工程研究相结合的研究，旨在设计出一种能够兼容跖趾关节伸展的新型短腿矫形器鞋底。通过这一举措，我们旨在帮助中风后遗症患者早日下床活动，促进功能恢复，预防继发性残疾。 2021财年，我们针对脚趾区域使用的特种碳纤维增强塑料的不同树脂含量，制作了两种短腿矫形器鞋底材料的原型，并进行了评估材料性能的工程研究。结果表明，树脂含量越高的材料往往具有更好的耐久性和可恢复性。通过这一点，我们相信我们已经能够为我们正在尝试生产的短腿矫形鞋底建立原型模型。此外，我们还制作了采用原型复合材料的原型短腿矫形器，并对 10 名健康成年人进行了以步态分析为重点的康复研究。结果表明，原型鞋底在行走过程中比现有鞋底承受更多超出跖趾关节的负载。我们相信这是一个重要的发现，表明踢球时的运动模式会根据鞋底材料的特性而变化。另一方面，基于此分析，我们假设鞋底材料的实际使用情况，通过模拟进行了工程研究，但唯一的问题是我们无法获得与步态分析实际情况相对应的分析结果。