多施設で計測する慣性センサーデータにより作成する脳性麻痺児での歩行変数の発達曲線

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21K11163
• Research Institution: Akita University
• Principal Investigator: 木元 稔 秋田大学, 医学系研究科, 助教 (40759586)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2026-03-31
• Keywords: 脳性麻痺 / 歩行 / 発達 / 発達曲線 / 慣性センサー

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は、小型・軽量である慣性センサーを脳性麻痺児の両側の足背につけ、歩行速度・重複歩距離（歩幅）・ケイデンス（歩調）などを4年間に渡り計測することである。計測は全国の小児専門とする施設・病院で行い、多施設・縦断的なデータ収集を行う。
子どもは通常、年齢が増すほどに歩行も発達し、より速く歩くことが可能になる。しかし、脳性麻痺児では、自立歩行が可能になったとしても、年齢に伴い歩行能力が低下する場合が多い。症例によっては、継続的な理学療法を中心とするリハビリテーションに加え、薬物治療や手術治療を行う必要がある。本研究は、歩行速度・重複歩距離・ケイデンスなどの縦断的な歩行データをグラフ化し、脳性麻痺児の歩行経過のグループ化を図る。得られたグラフは、リハビリテーション・薬物や手術の実施タイミング決定や効果判定に役立つことが期待される。
慣性センサーを用いた歩行速度と重複歩距離の計測は、健常者を対象にその妥当性が証明されている。しかし、脳性麻痺児が示す特徴的な歩容においても、正確に歩行速度や歩幅を計測できるか、明らかになっていない。特に脳性麻痺児では踵がつかない歩き方（尖足）や、踵離れが早い歩き方をするため、慣性センサーデータに特有のノイズが発生し、計測値に誤差が生じてしまうことが危惧される。したがって本年度は、脳性麻痺児の歩行にも適用できる算出プログラミングの作成を中心的に行なった。
また、算出されるデータの検証を行うために、健常成人10名と脳性麻痺児7名の歩行を、慣性センサーと３次元動作解析装置を用いて計測した。現時点ででき上がっているプログラミングを用いて、算出される歩行変数の妥当性を今後検証する予定である。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

慣性センサーのプログラミングと、その検証に遅れが生じている。脳性麻痺児でみられる特有の歩容からでも、正確に歩行速度・重複歩距離・歩調を算出するプログラミングは、高度な専門知識を要する。そのため、理工学部の研究者に協力を仰ぎ、共にプログラミンを行なっている。コロナ禍であることもあり、被験者データを計測することに難渋し、遅れが生じている。

Strategy for Future Research Activity

算出プログラミングの妥当性を検証後、縦断的なデータ計測を行う予定である。計測を行う小児専門施設・病院のスタッフとミーティングを行い、計測が円滑に進むよう体制を整える。計測のための研修ミーティングを行う。

Causes of Carryover

多施設で計測・データ保存を行うため、慣性センサーとパソコンの必要台数を購入する必要がある。令和3年度に購入の予定であったものの、算出プログラムの作成に苦慮し作業が遅れている。最新のものを購入するために、令和4年度に必要機器を購入する。