過疎地域における脳卒中片麻痺者のための調整式カーボン装具の開発

• Project/Area Number: 18H03562
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 90150:Medical assistive technology-related
• Research Institution: Hokkaido University of Science
• Principal Investigator: 昆 恵介 北海道科学大学, 保健医療学部, 教授 (30453252)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 春名 弘一 北海道科学大学, 保健医療学部, 准教授 (00712168) ; 稲垣 潤 北海道科学大学, 工学部, 教授 (50337052) ; 関川 伸哉 東北福祉大学, 総合福祉学部, 教授 (60326717) ; 清水 新悟 北海道科学大学, 保健医療学部, 准教授 (00736390)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2023-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥15,730,000 (Direct Cost: ¥12,100,000、Indirect Cost: ¥3,630,000); Fiscal Year 2022: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000); Fiscal Year 2021: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000); Fiscal Year 2020: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000); Fiscal Year 2019: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000); Fiscal Year 2018: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
• Keywords: フォアフットロッカー / 脳卒中 / 装具 / 転倒予防 / カーボン / 適合支援 / 歩行 / 短下肢装具 / 歩行支援 / カーボン装具 / 脳卒中片麻痺者 / カーボン材料 / 非接触センサ

Outline of Annual Research Achievements

多くの脳卒中片麻痺者では歩行中のフォアフットロッカー（FFR）機能が消失し，転倒リスクが増加する．本研究では単脚支持期間中に麻痺側の踵を挙上させフォアフットロッカーを機能させるための装具の開発と評価を目的とした．
我々は短下肢装具の歩行においてFFRを作るには，足関節へのアプローチではなく，足部MP関節へのアプローチが必要であると考えた．そこで足部MP関節部にエネルギー蓄積機構を有し，脳卒中片麻痺者に対して単脚支持期での踵挙上を支援するターミナルスタンスアシスト装具（以下：HUS-AFO：Heel Upper Spring AFO）の開発と評価を行ってきた．
これまでには脳卒中片麻痺者2名に装着し，ＦＦＲの出現を確認してきた．また，この研究で得られた知見は，短下肢装具の機能を背屈遊動とした場合では床反力作用点（COP：Center of Pressure）が前進しなかったが，背屈制動の短下肢装具ではCOPが前進することを明らかにした．さらにHUS軸より前方にCOPが移動することで単脚支持期中に踵を挙上させることを明らかにしてきた．
HUS-AFOはこのように世界で初めて3つのロッカー機能を構築することが可能であったが，4節リンクの構造が複雑であり，耐久性に乏しく実験中に何度か破損を経験するとともに，製作工程も複雑でかつ，HUSデバイスと装具が一体化しており，対象者所有の装具が活用できないなど汎用性に乏しく，片麻痺者への受け入れも不良であった． 今後はこれらの問題を解決するためには，本人がすでに利用している装具とは独立し，装着が容易でかつ耐久性に優れた装具の受け入れを良好にするアイディアが必要であり，インソールタイプでも可能である知見を得られた．

Research Progress Status

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] 脳卒中片麻痺者に対するエネルギー蓄積型シューインサートの開発と評価 (2023)
  • Author(s): 昆恵介，春名弘一，佐藤健斗，堀川悦夫，山本澄子
  • Journal Title: バイオメカニズム26 Volume: 26 Pages: 55-65
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Development and evaluation of HUS-AFO to support forefoot rocker function (2022)
  • Author(s): 昆 恵介、春名 弘一、中井 要介、佐藤 健斗、稲垣 潤、清水 新悟、関川 伸哉
  • Journal Title: Bulletin of the Japanese Society of Prosthetics and Orthotics Volume: 38 Issue: 4 Pages: 318-324
  • DOI: 10.11267/jspo.38.318
  • ISSN: 0910-4720, 1884-0566
  • Year and Date: 2022-10-01
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Development of an ankle foot orthosis to assist the forefoot rocker and a pilot study of the orthosis in Healthy Subjects (2022)
  • Author(s): 春名 弘一、昆 恵介、佐藤 健斗、稲垣 潤、中井 要介、細谷 志帆、阿部 由依、田中 勇治
  • Journal Title: Journal of Assistive Technology in Physical Therapy Volume: 1 Issue: 1 Pages: 9-14
  • DOI: 10.57302/jatpt.1.1_9
  • ISSN: 2436-6951
  • Year and Date: 2022-03-25
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] A survey on the current status of orthotic follow-up for the users of ankle-foot orthotics in their daily lives and the attitudes of nonusers of home-visit and outpatient rehabilitation services (2022)
  • Author(s): 春名 弘一、田中 亮人、佐藤 健斗、三富 菜々、昆 恵介、阿部 由依、田中 勇治
  • Journal Title: Journal of Assistive Technology in Physical Therapy Volume: 1 Issue: 1 Pages: 46-54
  • DOI: 10.57302/jatpt.1.1_46
  • ISSN: 2436-6951
  • Year and Date: 2022-03-25
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] 義肢装具領域におけるSystem Usability Scale（SUS）の信頼性の検討 (2022)
  • Author(s): 佐藤 健斗、三富 菜々、昆 恵介、春名 弘一
  • Journal Title: The Journal of the Japanese Academy of Prosthetists and Orthotists Volume: 30 Issue: 1 Pages: 32-37
  • DOI: 10.32193/jjapo.30.1_32
  • ISSN: 0919-8776, 2434-4060
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] 脳卒中片麻痺者に対するエネルギー蓄積型シューインサートの開発と評価 (2021)
  • Author(s): 昆恵介，春名弘一，佐藤健斗，中井要介，関川伸哉
  • Journal Title: SOBIM2021 Volume: 23 Pages: 99-102
• [Journal Article] 生活期の短下肢装具ユーザーに関する装具フォローアップの実態調査 ～訪問・通所リハビリテーションサービスの非利用者に関する意識調査を含めて～ (2021)
  • Author(s): 春名弘一 ，田中亮人 ，佐藤健斗 ，三富菜々 ，昆恵介 ，阿部由依，田中勇治
  • Journal Title: 支援工学理学療法学会誌 Volume: 1 Pages: 46-54
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] フォアフットロッカーを補助する短下肢装具の開発と健常者を対象としたパイロットスタディ (2021)
  • Author(s): 春名弘一 ，昆恵介 ，佐藤健斗 ，稲垣潤 ，中井要介 ，細谷志帆 ，阿部由依，田中勇治
  • Journal Title: 支援工学理学療法学会誌 Volume: 1 Pages: 9-14
• [Journal Article] 介護予防の現場で使えるAI技術を活用した歩行評価システムの開発 (2020)
  • Author(s): 春名弘一，昆 恵介，稲垣潤，南部俊輔，大日方将士
  • Journal Title: 地域ケアリング Volume: 22 Pages: 51-53
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 機械的特性に基づく低アーチ足の衝撃吸収機能の補償 (2020)
  • Author(s): 清水新悟，昆恵介，PEI,Yanling,大日方吾郎
  • Journal Title: バイオメカニズム25 Volume: 25 Pages: 139-148
  • NAID: 130008065567
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] リハの現場で役立つ!目で見る動作・歩行分析4脳卒中2)-装具歩行- (2020)
  • Author(s): 昆 恵介
  • Journal Title: Journal of Clinical Rehabilitation Volume: 29 Pages: 312-319
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 歩行におけるエネルギー変換効率のKinectセンサーによる計測 (2018)
  • Author(s): 稲垣潤、春名弘一、昆恵介、真田博文、本郷節之
  • Journal Title: 臨床歩行分析研究会誌 Volume: 5 Pages: 33-40
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] 背屈可動域制限のある対象者に対する短下肢装具の内補高効果 (2018)
  • Author(s): 昆恵介、春名弘一、小林俊樹、清水新悟、佐藤健斗
  • Journal Title: バイオメカニズム24 Volume: 24 Pages: 125-136
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 脳卒中片麻痺者に対する逆オメガ型シューインサート（ROSI）の力学的特性 (2023)
  • Author(s): 昆恵介，春名弘一，佐藤健斗，中井要介，山本澄子
  • Organizer: 第２９回日本義肢装具士協会学術大会
• [Presentation] 脳卒中患者に対するエネルギー蓄積型靴インサート付きAFO のフォアフットロッカー アシスト効果 (2022)
  • Author(s): 昆恵介，春名弘一，中井要介，佐藤健斗，関川伸哉
  • Organizer: 第28回日本義肢装具士協会学術大会
• [Presentation] 片麻痺歩行のフォアフットロッカーを補助する短下肢装具の開発 (2022)
  • Author(s): 春名弘一，昆恵介，稲垣潤，中井要介
  • Organizer: LIFE2022シンポジウム・ワークショップ
  • Invited
• [Presentation] 脳卒中片麻痺者に対するエネルギー蓄積型シューインサートの開発と評価 (2022)
  • Author(s): 昆恵介，春名弘一，佐藤健斗，堀川悦夫，山本澄子
  • Organizer: 第27回バイオメカニズムシンポジウム
• [Presentation] 脳卒中片麻痺者への短下肢装具とROSI 使用によって与える立脚終期への影響 (2022)
  • Author(s): 森嘉裕，昆恵介，網頭弘晃，松井千春，加藤雄大．水野誠，春名弘一，，早川康之
  • Organizer: 第38回日本義肢装具学会学術大会
• [Presentation] 脳卒中片麻痺者に対するエネルギー蓄積型 シューインサートの形状と位置に関する研究 (2022)
  • Author(s): 昆恵介，春名弘一，佐藤健斗，中井要介，関川伸哉，堀川悦夫，山本澄子
  • Organizer: 第38回日本義肢装具学会学術大会
• [Presentation] リハビリテーション支援のための小型カメラを用いた歩行評価システムの検討 (2022)
  • Author(s): 稲垣潤，春名弘一，昆恵介，鈴木昭弘，竹沢恵，真田博文
  • Organizer: 情報処理学会全国大会第８４回全国大会
• [Presentation] 脳卒中片麻痺者に対するエネルギー蓄積型シューインサートの開発と評価 (2021)
  • Author(s): 昆恵介，春名弘一，佐藤健斗，中井要介，関川伸哉
  • Organizer: 第42回バイオメカニズム学術講演会
• [Presentation] AI技術を活用した包括的な歩行評価システムの開発ー第2 報：歩幅の計測精度について (2021)
  • Author(s): 春名弘一，昆恵介，稲垣潤，阿部由依，田中勇治，南部俊輔，大日方将士
  • Organizer: 第37回日本義肢装具学会学術大会
• [Presentation] 義肢・装具ユーザー満足度評価尺度「OPUS-CSD-J」の作成及び信頼性・妥当性の検討 (2021)
  • Author(s): 佐藤健斗，昆恵介，三富菜々，春名弘一，佐藤ケイト
  • Organizer: 第37回日本義肢装具学会学術大会
• [Presentation] 脳卒中片麻痺者に対するエネルギー蓄積型シューインサートの開発と評価 (2021)
  • Author(s): 昆恵介，稲垣潤，春名弘一，関川伸哉，中井要介，清水新悟，佐藤健斗
  • Organizer: 第37回日本義肢装具学会学術大会
• [Presentation] 脳卒中片麻痺者に対するフォアフットロッカーアシスト装具の評価 (2021)
  • Author(s): 昆恵介，春名弘一，佐藤健斗，清水新悟，稲垣潤，中井要介，関川伸哉
  • Organizer: 第27回日本義肢装具士協会学術大会
• [Presentation] Kinectを用いた運動学習支援アプリケーションの作成と実地における試用 (2020)
  • Author(s): 共同発表者：稲垣 潤, 中島 寿宏, 春名 弘一, 昆 恵介, 佐藤 洋一郎, 鈴木 昭弘, 本郷 節之
  • Organizer: 情報処理学会第82回全国大会
• [Presentation] 片麻痺患者に対するエネルギー蓄積型シューインサートの開発に関する基礎的研究 (2020)
  • Author(s): 吉澤泰那，昆 恵介
  • Organizer: 第36回日本義肢装具学会学術大会
• [Presentation] 脳卒中片麻痺者に対するHUS-AFOの効果 (2020)
  • Author(s): 昆 恵介，春名弘一，佐藤健斗，清水新悟，稲垣潤，中井要介，関川伸哉
  • Organizer: 第36回日本義肢装具学会学術大会
• [Presentation] Evaluation of Energy Conversion Efficiency in Gait by Using a Portable Motion Capture Device (2020)
  • Author(s): Jun Inagaki, Hirokazu Haruna, Keisuke Kon, Akihiro Suzuki, Sadayuki Hongo
  • Organizer: Proceedings of IEEE Global Conference on Consumer Electronics(GCCE)
• [Presentation] 片麻痺患者に対するエネルギー蓄積型シューインサートの開発に関する基礎的研究 (2019)
  • Author(s): 吉澤泰那，昆 恵介
  • Organizer: 第36回日本義肢装具学会学術大会
• [Presentation] AI技術を活用した包括的な歩行評価システムの開発-歩幅の精度検証と歩行速度-対称性指数相関図の有用性の検討- (2019)
  • Author(s): 春名弘一，齋藤寧子， 佐々木菜子，田中勇治，昆 恵介，稲垣潤
  • Organizer: 第70回北海道理学療法士学術大会
• [Presentation] 脳卒中片麻痺者に対するHUS-AFOの効果 (2019)
  • Author(s): 昆 恵介，春名弘一，佐藤健斗，清水新悟，稲垣潤，中井要介，関川伸哉
  • Organizer: 第36回日本義肢装具学会学術大会
• [Presentation] 脳卒中片麻痺者に対するターミナルスタンスアシスト装具の効果 (2019)
  • Author(s): 昆恵介，春名弘一，清水新悟，佐藤健斗，中井要介，関川信哉
  • Organizer: 第35回日本義肢装具学会学術講演会講演集
• [Presentation] Development of a heel-off assist Ankle Foot Orthosis for stroke patients (2019)
  • Author(s): Keisuke Kon, Hirokazu Haruna, Jun Inagaki, Shingo Shimizu, Shinya Sekikawa
  • Organizer: 4th Asian Prosthetic and Orthotic Scietific Meeting
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Development of a heel-off assist Ankle Foot Orthosis for stroke patients (2018)
  • Author(s): Keisuke Kon, Hirokazu Haruna, Jun Inagaki, Shingo Shimizu, Shinya Sekikawa
  • Organizer: 4th Asian Prosthetic and Orthotic Scietific Meeting 2018
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] モーションキャプチャを用いた運動学習支援の検討 (2018)
  • Author(s): 稲垣潤、中島寿宏、春名弘一、昆恵介、佐藤洋一郎、本郷節之
  • Organizer: 電子情報通信学会総合大会
• [Presentation] Measurement of Energy Conversion Efficiency in Gait Using a Portable Motion Capture Device (2018)
  • Author(s): Jun Inagaki, Hirokazu Haruna, Keisuke Kon, Takumi Ino, Yoshimi Tanahashi, Sadayuki Hongo
  • Organizer: 4th Asian Prosthetic and Orthotic Scietific Meeting 201
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] The effects of rocker sole shoes on locomotion in individuals with a limited range of motion in the ankle joint (2018)
  • Author(s): Hirokazu Haruna, Jun Inagaki, Keisuke Kon, Yoichiro Sato, Takumi Ino, Shingo Shimizu, Yoshimi Tanahashi, Shiho Hosoya, Ayaka Niida, Yuji Tanaka
  • Organizer: 4th Asian Prosthetic and Orthotic Scietific Meeting 2018
  • Int'l Joint Research
• [Book] しっておくべき！治療用装具・更生用装具の知識の生理，膝装具:Monthly Book Medical Rehabilitation (Monthly Book Medical Rehabilitation) (2023)
  • Author(s): 大串幹，小谷俊明，橋本光宏，川手信行，昆恵介，古矢丈雄，菊池尚久，鶴岡弘章，村山稔，木村育児
  • Total Pages: 10
  • Publisher: 全日本病院出版会
• [Remarks] 足部エネルギー蓄積型短下肢装具と歩行評価システムの開発
  • URL: https://www.youtube.com/watch?v=cpDXpECxyKM