2022 Fiscal Year Annual Research Report

Long-term effects of gait retraining for knee osteoarthritis

Research Project

Project/Area Number	19H03970
Research Institution	Seijoh University
Principal Investigator	太田進星城大学, リハビリテーション学部, 教授 (50452199)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	長谷和徳東京都立大学, システムデザイン研究科, 教授 (10357775) 林尊弘星城大学, リハビリテーション学部, 講師 (40649787) 藤田玲美星城大学, リハビリテーション学部, 助教 (50735660)
Project Period (FY)	2019-04-01 – 2023-03-31
Keywords	変形性膝関節症 / 膝関節内転モーメント / ドローイン / 歩行 / 胸椎後弯 / フィードバック / 尿漏れ
Outline of Annual Research Achievements	本研究は，本邦における要支援の主な原因である変形性膝関節症（膝OA）の治療および予防を目的に，歩行時に膝関節かかる負荷（KAM：膝関節をO脚にさせる力：Knee adduction moment)を軽減させる方法の開発，臨床応用である．我々が用いた方法は，体幹を安定させるドローイン（腹部をへこませ腹部深部筋を収縮）であり，先行研究としてKAM減少を報告した．本研究期間に，そのドローインをフィードバックするベルトを開発し，膝OA症例22名（平均年齢71.6歳）に応用した．1日20分そのベルトを付けて，6週間の介入期間とした．その結果，開始前と比較し，膝痛の軽減，背中の曲がりの減少という効果が得られ，86％の実施率と高い継続率であった．また，本年度は，ドローイン歩行から研究内容が広がり，尿漏れへの効果も期待できその基礎的研究を実施した．ドローインにより内腹斜筋，外腹斜筋が活動するが腹直筋の活動が上がらないことが尿漏れ予防に重要であり，立ち上がりなどの尿漏れを誘発する動作において，その現象が得られるかを検証し，その現象を確認した．本研究は，3次元動作解析を使用せずにKAMの推定をすることも，研究分担者と進めている．主に歩行時の床反力の推定精度を向上させるための新たなモデル・方法論の開発に取り組んだ．従来モデルはいわゆる逆動力学と呼ばれる運動データから力データを計算で求める方法を採用していたが，新モデルでは順動力学と呼ばれる方法で力をあらかじめ仮定し，計測した運動と一致する運動を生成するように最初に仮定する力（関節駆動力）を逐次更新する方式を採用した．その結果，床反力モーメントを含む床反力を我々の従来手法より精度よく，また，機械学習を用いた他研究と同等程度の精度で床反力は関節駆動力（モーメント）を推定することに成功した．本提案手法ではそのような学習データが不要な点に優位性がある．
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。