2019 Fiscal Year Annual Research Report
Development of early diagnosis method of knee osteoarthritis by balanced signal analysis of lower limbs.
| Project/Area Number |
17K01585
|
|---|
| Research Institution | Nihon University |
|---|
Principal Investigator |
長尾 光雄 日本大学, 工学部, 教授 (90139064)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
見坐地 一人 日本大学, 生産工学部, 教授 (70552347)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
|
| Keywords | 変形性膝関節症 / 下肢バランス / 早期診断 / 関節の駆動パワー / リハビリテーション / 筋骨格数理モデル / ロコモティブシンドローム / 高齢者 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
運動型健康増進施設観察研究承認後に計測した中高齢者の数値に関わる工学的な検証から分かったことを以下に整理する。
（1）下肢アライメントと膝関節面の摺動形態およびメカニカルストレスの関連： 変形性膝関節症（膝OA）進展の判別は、初期、進行期1、および進行期2に分類した。併せて、①内反度、②膝関節上下の角度、③発信屈伸角度、および④発信強度には、分類との相関を認めたが例外もある。
（2）下肢バランスと変形性膝関節症の関連： バランス能力IPSは加齢と伴に低下したが、運動継続者のIPSは高値であった。IPSの良し悪しと膝OA膝伸展分類とは無相関であった。高齢者の運動は身体的な剛性とバランスの衰退および膝OA進展の防止に寄与し、転倒リスクとQOLが向上する。
（3）膝関節面ストレスを下肢筋骨格数理モデルで検証： ストレスの推測には、下肢部の膝関節と股関節周りの駆動モーメントを発生する各筋肉が寄与する筋力を定量化する筋骨格数理モデルを構築した。これで、関節面ストレスに関わる身体の重心位置の挙動、膝関節と股関節廻りの筋肉の力学的負担度を計算できる。（2）項の事例に関連する計算において、各部位の筋力と関節面ストレスには負の相関になることが検証できた。このモデルは、膝OA膝運動治療の各筋肉に負荷を与える運動計画に活かせる。
（4）膝OA膝早期診断方法の提案： 膝関節上下角度と3ヶ所の発信強度から膝OA進展3分類可能な指標を認めた。健常膝、高齢膝、および膝OA膝の分類も発信寄与率から分類可能な指標を認めた。また、年齢とバランス度IPSからも同様な伸展3分類可能な指標を認めた。これらを総合することで膝OAの計測診断は可能になるため、早期からの診断支援システム構想も試案した。未だ途上ではあるが、本研究成果は膝OAの早期診断法に進化の可能性が示唆された。
|
