異常歩行解析のための疾患関節モデルの開発と脚接地時の衝撃力の評価法

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06650292
• Research Institution: Kurume Institute of Technology
• Principal Investigator: 田川 善彦 久留米工業大学, 工学部, 教授 (70122835)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山本 耕之 久留米工業大学, 工学部, 講師 (40158275)
• Keywords: 衝撃加速度 / 屍体人 / ヒトの異常歩行 / 歩行特性 / 歩行装具 / シミュレーション / パーキンソン

Research Abstract

1.ヒトの足接地時に踵から下肢関節へ伝播する骨内衝撃加速度の無侵襲計測法について実験で検討した.新鮮屍体人の下肢関節の骨と直近の皮膚に軽量加速時計を固定し,仰臥した献体の踵から衝撃を作用させて加速度を同時計測した.その結果,両者の差は小さく,皮膚上で加速度の計測ができることを確認した.
2.関節通過後の衝撃加速度の波形は通得前と比べ,より滑らかとなり周期も大きくなるなど,関節部の粘弾性効果が新鮮屍体人の衝撃実験で確認された.
3.変形性股関節症患者の術前,術後の平地歩行時のモーメント特性を調べた.モーメント特性は,床反力,身体各部の位置,生体情報を臨床歩行分析懇談会作成のソフトに入力することにより求められている.術後のモーメント特性と健常者のそれは,治癒の程度と関係する類似した結果であった.また日本整形外科学会のJOAスコアとモーメント特性の変化に相関をみることができ,その特性によって障害や治癒の程度を評価できる可能性があることを示した.
4.シューズに用いるクッション材の緩衝効果を股関節疾患者の平地歩行実験で検討した.下肢関節に貼付けした軽量加速時計でその効果の程度を評価した結果,軟らかいクッション材に衝撃加速度の緩衝効果があった.
5.足底装具などの屈曲性が歩行に及ぼす影響を検討するために,シューズの屈曲性と下肢関節でのエネルギー消費の関係を実験で調べた.屈曲性の良いシューズは裸足より全エネルギー消費(単位質量,単位長さ当り)が少なく,屈曲性が悪い場合には全エネルギー消費が大きく股関節部での消費が顕著であった.
6.異常歩行モデルを用いて股関節免荷装具の歩行時における動的効果をシミュレートした結果,装具を装着した疾患者の歩行実験と同様の傾向を得た.
7.パーキンソン患者の治療前後の歩行特性を計測し,床反力特性に顕著な違いを確認した.

Research Products

• [Publications] 中村英智: "下肢関節での衝撃測定と関節モーメント計算を用いた歩行解析" 日本整形外科学会雑誌. 69. S1686 (1995)
• [Publications] 志波直人: "Hip Joint Moment Reduction Brace" 日本整形外科学会雑誌. 69. S1698 (1995)
• [Publications] 山下 忠: "二足歩行の力学的研究-床反力とモデルによるアプローチ-" バイオメカニズム学会誌. 19. 177-183 (1995)
• [Publications] 宮崎憲一郎: "平地歩行時にかかる衝撃の下肢荷重関節部での緩衝について" 日本臨床バイオメカニクス学会誌. 16. 447-450 (1995)
• [Publications] 田川善彦: "ヒトの足接地時における人体への衝撃力の評価" 日本機械学会論文集(C)編. 61. 55-61 (1995)
• [Publications] 田川善彦: "足接地時における人体への衝撃力-実験とモデル解析によるアプローチ-" バイオメカニズム13(東京大学出版会). (印刷中).