2018 Fiscal Year Research-status Report
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17K01608
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| Research Institution | National Rehabilitation Center for Persons with Disabilities |
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Principal Investigator |
中村 隆 国立障害者リハビリテーションセンター(研究所), 研究所 義肢装具技術研究部, 義肢装具士長 (40415360)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
丸山 貴之 国立障害者リハビリテーションセンター(研究所), 学院(研究所併任), 義肢装具士 (30727160)
三ツ本 敦子 国立障害者リハビリテーションセンター(研究所), 研究所 義肢装具技術研究部, 義肢装具士 (50723780)
沖田 祐介 国立障害者リハビリテーションセンター(研究所), 研究所 義肢装具技術研究部, 流動研究員 (00784357)
内藤 尚 金沢大学, フロンティア工学系, 准教授 (40392203)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 義足 / 適合 / ソケット / ＭＲＩ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は切断肢と義肢(義手と義足)の適合評価とソケットの設計に関する研究である。具体的には、切断肢（以下、断端と称す）の内部組織構造、すなわち筋組織と脂肪組織の量と比率が断端の体積、形状および粘弾性に関与する重要な因子と考え、それらに基づく義肢ソケットの設計、および義肢の制御との関係を明らかにすることである。断端のMRIまたは超音波画像をもちいて断端の解剖学的評価行い、断端の成熟過程と成熟した断端に対するソケットデザインの提案および力の伝達効率等の義肢の制御効率との関係とを明らかにすることにより、客観的な義肢の適合評価を行うことを最終目的とする。
断端の内部組織(筋、脂肪)構造や硬さの変化は、切断者の活動量(義足でいえば歩行量等)や切断からの年数にも依存すると予想される。これらの調査により、断端の成熟の定義と、それに至る機序を明らかにすることができる。また、断端の硬さは断端の内部組織構造と関連することは容易に推測できる。したがって明らかにすべきことは、①断端内部の筋・脂肪組織比率と切断からの期間、年齢、切断高位等の因子との関係②筋・脂肪組織比率と断端の硬さ（いわゆる粘弾性）との関係③筋・脂肪組織比率と断端の硬さの切断後からの変化を観察することによる断端の成熟機序の解明となる。
一方、MRI画像データから断端の内部組織構造が把握できれば、それらと断端の粘弾性を関連付け、更にソケット装着による断端の形状変化と関連付けることが可能である。その結果、断端の形状からどの程度変化させれば適合しうるソケット形状となるかが推測可能となり、新たなソケット形状の設計手法が提案できることとなる。
さらに、断端内部組織構造と断端の筋力および歩行動作解析から得られるパラメータをスコアとし、適合したソケットを有する義肢とそうでない義肢で比較することにより、義肢の適合評価を行うことができる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
①切断者を対象にした画像データ収集と解析：片側大腿切断者11名と片側大腿片側下腿切断者2名、両側大腿切断者2名の計15名の大腿切断者の近位部の断面画像を取得し、筋・脂肪の面積を算出、反対側との比較や年齢及び切断歴との関係を求めた。その結果、反対側に比べて断端は萎縮し、主に筋の萎縮が著しいこと、筋の萎縮は筋によって大きく異なること、萎縮の割合は年齢や切断歴と負の相関があることを明らかにした。これらの結果を日本義肢装具学会誌に論文投稿し、受理された。
②断端の筋力および歩行能力といった義肢制御能力と義肢の適合評価項目の選定とプロトコルの確立：断端の筋力計測手法の妥当性と再現性について、大腿切断者6名を対象として験者間差および再現性の確認を行った。その結果、験者間差はほぼ無く、再現性については屈曲・内転・外転については再現性有りの結果を得た。ただし伸展方向については被験者間の差が大きかった。対象者をさらに増やして確認する。
③画像データと粘弾性分布に基づくソケットの設計の製作：これまでＭＲＩの画像は臥位の姿勢で取得していたが、実際の義足ソケットは立位で荷重をかけるものであり。立位時のＭＲＩ画像の取得が望まれていた。金沢大学の協力により、大腿切断者1名の立位ＭＲＩの画像を取得した。臥位での画像との比較により、近位と遠位部に軟部組織の形状の違いが認められた。
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| Strategy for Future Research Activity |
MRI画像についてはさらに被験者を増やし軟部組織の変化に関与する因子を明らかにする。
筋力計測の妥当性については被験者を増やしてより一般性の高い結果を得た後に論文化する。また、筋力と軟部組織構造、歩行機能との関係を明らかにする。
縦型MRIの画像データよりソケット形状とと断端変形量との関係から、ソケット設計因子を把握する。
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| Causes of Carryover |
次年度開催される国際義肢装具協会世界大会への参加費として使用予定。
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