2020 Fiscal Year Research-status Report
足部・歩行機能指標に基づく変形性膝関節症のリスク評価手法の開発と縦断研究
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18K18363
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| Research Institution | Nara Women's University |
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Principal Investigator |
安在 絵美 奈良女子大学, 生活環境学部, 特任講師 (70814987)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 変形性膝関節症 / ワイヤレス歩行計測 / 足底剪断力 / 加速度 / 歩行 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
変形性膝関節症（膝OA）の診断および重症度の判断は患者の主訴（疼痛程度）や医学的な画像検査により行われている．本研究では変形性膝関節症（膝OA）の歩行機能に着目し，地域で利用可能な歩行計測装置の開発と重症度推定のための評価指標の構築を目指している．2020年度は次の2点を中心に進めた．１点目に，三軸力センサおよび慣性センサを用いた足部内外反検出の有用性検証ための患者計測を実施した．膝OA者は後足部の内外反運動に特徴が見られるため，膝ＯＡのリスクを足部運動から推定することを目指しているためである．今回は，膝OAではないが，足首の過回内が見られる患者を対象とし，医療機関と連携して過回内を誘発させる実験を実施した．足底三軸力センサを埋め込んだインソールと靴に取り付けた加速度センサを用いて誘発しやすい各条件下にて歩行中の計測を行ったところ，急激な過回内現象を捉えることができた．三軸力センサでの特徴的波形を捉えることができ，これをまとめた論文を現在投稿中である．２点目に，昨年度まで実施したフィールド実験の内容について分析を進めた．フィールド実験では71名の高齢者を対象とし，足底圧力センサインソールおよび下肢の慣性センサでの歩行計測を実施した．そして理学療法士が観察評価する膝ＯＡの歩行評価着眼点について，71名に対する観察者の評価を行った．慣性センサデータを用いて，観察者評価のグレート（膝の不安定性程度）に対するモデル構築ができ，専門家が不足する地域での高齢者の膝ＯＡリスクに対する評価手法の提案につながったと考えている．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
これまで歩行時の足底圧力および足裏剪断力の変化や膝動揺（加速度）を計測するシステムを構築してきた．足部運動は重症度に関連することが報告されていることから足底圧力，剪断力，加速度データによる足部の動的運動の推定の妥当性について検討した．実験は，昨年度実施しており，日常的に過回内が発生する患者を対象に足底圧力，剪断力，加速度データとモーションキャプチャシステムでの下肢運動の同時計測実験を行った．本年度は昨年度の分析を進め，足部の過回内時の足底剪断力，加速度データの特徴について成果をまとめた．
また，昨年度まで実施してきたフィールドでの歩行計測実験データの分析を中心に進めた．分析では，膝関節症の症状の一つである膝の不安定性（膝動揺）に着目し，理学療法士の観察評価をベースとした評価モデルの構築を行った．具体的には，膝OAの対象者を含む71名の地域在住高齢者を対象に歩行中の膝下部および上部の加速度・角速度を計測し，理学療法士等の歩行の観察評価に基づいた膝の動揺レベル分類モデルを構築した．モデルの精度検証の結果，膝の不安定性に関連する慣性センサの変数が明らかとなった．これにより専門家が不足する地域での高齢者の膝ＯＡリスクに対する評価につながると考えている．
以上より，開発，基礎検証，分析ならびに重症度モデル構築のすべてにおいて概ね順調に進んでいるが，成果発表について予定よりも時間がかかっている．
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究ではこれまでフィールドでの高齢者歩行計測実験を行ってきた．対象とした高齢者はすべて膝痛を有しており，半年間の運動指導による介入を進めた結果，疼痛の改善が認められている．そして横断的データをベースとして，歩行機能計測データと疼痛データならびに膝不安定性との関連性を明らかにし，膝の不安定性については予測モデル構築を進めてきた．これについて，本プロジェクトでは縦断実験を進めており，疼痛や不安定性の改善による歩行機能の変化を明らかにすることで横断的データによって明らかにされた関連因子やモデルの妥当性について検討したい．2019年度末からコロナ感染状況により運動指導による介入プログラムが中止されるとともに辞退者が多かったため前半のデータを中心に分析を進める．
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| Causes of Carryover |
当初予定していた論文の成果発表が計画よりもやや遅れており（2020年度終了時は論文査読中であったため），2021年度に発表を行う予定である．この差額を2021年度使用することにより補助事業の目的をより精緻に達成することができると考えている．
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