Research study of 3D printed ankle-foot-orthoses to assess patients with hemiplegia

3D打印踝足矫形器评估偏瘫患者的研究

• 批准号: 21K12802
• 负责人: 前田 雄
• 金额: $ 2.58万
• 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: 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/grant/KAKENHI-PROJECT-21K12802/
• 关键词: 評価用短下肢装具; 脳卒中片麻痺; 関節モーメント; 3Dプリンタ; シミュレーション解析; モーメント; ３Dスキャナ; ３Dプリンタ

本研究は，脳卒中片麻痺に対する評価用装具を用いて，装具に必要な矯正力や剛性力を定量化し，得られたデータを3Dプリンタへ応用する装具の製作フローを確立することである.装具は，対象者の身体機能に合わせて個別に製作する必要があり，現状では，理学療法士や医師，義肢装具士が歩行機能や麻痺の程度を徒手的に評価して装具の機能を選定している．そのため，適切な装具の選定や身体機能の変化への対応について臨床的な課題が多くある．本研究の成果によって，これらの装具と身体機能の機能的なマッチングが向上し，対象者の治療・リハビリテーションに大きな効果があり，入院期間の短縮や適切な義肢装具の提供から，医療費の軽減にもつながると考えられる．さらに，義肢装具における3D-Printerの活用は，義肢装具の提供が迅速になること，データを蓄積して比較できることでエビデンスの構築にも繋がる．個々の片麻痺者の運動特性に合わせた装具の適用を考えると,実際に歩行動作中における足関節の痙性麻痺の状態を定量的に評価しなければならない短下肢装具のもっとも重要な機能は立脚初期の背屈筋の遠心性収縮の補助であり，補助の程度を表す制動モーメントの大きさは片麻痺者の状態に合わせて調整する必要がある．そこで本研究では，オイルダンパーを使用した足関節パーツを使用した短下肢装具を作製し，脳卒中片麻痺者に適合した後に，装具の剛性力を評価機にて測定してシミュレーション解析を実施する．その後，剛性力に適応した短下肢装具を3Dプリンタを使用して作製するフローを確立することを目的としている．昨年度の研究成果は，評価用装具を用いて装具の矯正力の最適値を計測して基礎データを集約するため，評価用装具の作製を進めてその装具に対する計測用機器を検討した．

本研究的目的是量化使用用于评估中风偏瘫的支具所需的矫正力和刚度力，并通过将获得的数据应用到3D打印机来建立支具的生产流程。 支具 支具必须根据患者的身体功能单独制造；目前，物理治疗师、医生和假肢师手动评估步行功能和瘫痪程度来选择支具的功能。因此，关于选择合适的矫形器以及如何应对身体功能的变化存在许多临床问题。这项研究的结果将改善这些矫形器与身体功能之间的功能匹配，并对目标患者的治疗和康复产生重大影响。人们认为这将通过缩短住院时间和提供合适的假肢来降低医疗费用。这也可能导致此外，将 3D 打印机用于假肢和矫形器将加快假肢和矫形器的供应，并且还可以通过积累和比较数据来构建证据。考虑到针对个体偏瘫患者运动特点量身定制的矫形器的应用，短腿矫形器最重要的功能是定量评估实际步行运动时踝关节痉挛性麻痹的状态，辅助背屈肌的初始传出收缩。制动力矩的大小代表辅助程度，需要根据偏瘫者的情况进行调整。因此，在本研究中，我们将使用油压阻尼器的踝关节部件制作短腿矫形器，将其应用于中风偏瘫患者后，我们将使用评估机测量矫形器的刚度并进行模拟分析。之后，目标是建立使用 3D 打印机生产适应刚度的短腿矫形器的流程。去年研究的结果是继续生产评估矫形器，并考虑矫形器的测量设备，以便使用评估矫形器测量矫形器矫正力的最佳值并收集基础数据。