Practical research on Ankle Foot Orthotic for stroke hemiplegic patients with 3D scanners and 3D printers

利用3D扫描仪和3D打印机对中风偏瘫患者踝足矫形器进行实践研究

• 批准号: 22K12951
• 负责人: 東江 由起夫
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Niigata University of Health and Welfare
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K12951/
• 关键词: 3Dプリンター; 短下肢装具; 脳卒中; 3Dスキャナー; 義肢装具; 装具; 片麻痺片麻痺

近年，3Dスキャナや3Dプリンタの開発により3D Scnner-3D CAD/Printingによる製作が行われるようになってきている．これらの3Dデジタル機器を活用は，医師の処方から義肢装の具製作が迅速に行われ，これまで以上に早期治療，早期リハビリテーションが行えるようになり，入院期間の短縮，医療費の削減等が期待されている．またギプス等の印象材を用いた従来の採型時の対象者の身体的負担軽減ならびに感染予防にもなる．さらには3D データ等の分析による適合性の向上など義肢装具士の働き方改革にも貢献するものと考えられる．3Dプリンタによる義肢装具の製作は，手作業で製作する義肢装具とは異なりデザイン性に富み，目的とする強度，剛性，厚み等を3D CAD上で確実にコントロールすることができる．しかし，現在，3D プリンタで製作した義肢装具は機械試験評価ならびに臨床評価によってその安全性が検証されていないため実用化には至っていない．そこで本研究では，日本人で最も多い脳卒中片麻痺者が歩行再獲得のために装着使用する短下肢装具に焦点を当て，従来の方法で製作した短下肢装具（以下，従来製AFO)と3Dプリンタで製作した短下肢装具（以下，3D製AFO）の安全性に関わる機械試験評価と臨床評価を行い検証し，3D製AFOの実用化を目指す．これまでに我々は脳卒中片麻痺者３名に対し，3D製AFOの安全性に関わる機械試験評価および臨床での安全性の検証を行った．本科研費の期間2022年～2024年では，さらに対象者を６名以上に増やし研究を進める予定である．令和４年度については当初３名の対象者を目標にしていたが，新型コロナウィルスの感染拡大への影響から1名のみとなった．当該対象者では日常使用しいている従来製AFOをスキャンし，3D製AFOの製作とこれらの装具の安全性に関わる機械試験評価を行った．

近年来，随着3D扫描仪和3D打印机的发展，利用3D扫描仪进行生产——3D CAD/Printing已经开始发生。利用这些3D数字设备将加快根据医生处方制造假肢的速度，从而实现比以往更早的治疗和更早的康复，从而缩短住院时间并降低医疗费用。当使用传统印模材料（例如铸模）时，它还可以减轻受试者的身体负担并防止感染。此外，人们认为它将有助于改革假肢师和矫形师的工作方式，例如通过分析 3D 数据来提高兼容性。与手工制造的假肢和矫形器不同，使用3D打印机生产的假肢和矫形器具有丰富的设计质量，并且可以在3D CAD上可靠地控制所需的强度、刚度、厚度等。然而，利用3D打印机制造的假肢和矫形器的安全性尚未通过力学测试和临床评估得到验证，因此尚未投入实际使用。因此，在本研究中，我们重点关注日本最常见的偏瘫患者佩戴的短腿矫形器，以恢复步态。我们将对短腿矫形器（以下简称短腿矫形器）的安全性进行机械测试评估和临床评估。 3D AFO）使用打印机制造，旨在将 3D AFO 商业化。迄今为止，我们已经对三名中风偏瘫患者进行了3D AFO安全性的机械测试和临床安全验证。在2022年至2024年的本次KAKENHI期间，我们计划将合格参与者的数量进一步增加到六名或更多。 2020财年，最初的目标是3人，但由于新型冠状病毒传播的影响，人数减少到1人。研究对象扫描了他们日常使用的传统 AFO，制作了 3D AFO，并进行了与这些设备的安全性相关的机械测试和评估。