静圧検知IoTインソールを用いた動的荷重測定と解析による腰痛の発症前兆候の解明

• 研究課題/領域番号: 21K17454
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分59010:リハビリテーション科学関連
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 佐伯 将臣 名古屋大学, 医学部附属病院, 特任助教 (40822292)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2024-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2023年度)
• 配分額: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2023年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2021年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
• キーワード: 歩行解析 / 足底圧 / インソール / モーションキャプチャ / 腰痛 / 荷重測定 / IoT

研究開始時の研究の概要

申請者らは、次世代ゴム「e-Rubber」を使用した復元性と装着性に優れたインソール型IoT静圧センサーを開発し、活動時における足底部の動的荷重をごく自然な状態で測定することを可能とした。本研究では、インソール型IoT静圧センサーを用いて日常生活における足底部動的荷重データを分析し、非特異的腰痛と関連性のある足底部動的荷重の属性を明らかにする。また、力学的再現性の高い生体モデルを構築し、足底部動的荷重データを逆解析することで、腰痛の発症に関連した運動学的徴候についても明らかにする。その成果により、非特異的腰痛の新たな予防・治療法の確立へと発展させたい。

研究成果の概要

名古屋大学が医療、健康維持等に係る包括連携協定を締結している愛知県新城市作手地区において、歩行に関するデータ測定を行なった。新城市作手地区の住民、および他の新城市と周辺地域の住民が参加した。参加者を対象に、eRubberを搭載したインソールを装填したシューズを装着し歩行時の計測を行った。歩行時の動的な足底圧のデータを計測した。また、同時に歩行解析を行うアプリケーションによる歩容の計測を行った。また、自治体・公共Week 2023に出展し、eRubberを搭載したインソールを装填したシューズを用いた歩行解析を実施した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

愛知県新城市作手地区という、日本の高齢化率を15年ほど先取りする地域において、歩行に関するデータを測定した。
eRubberを搭載したインソールを装着したシューズという先進技術を用いた、歩行データ、特に動的な足底圧のデータの計測の実施は、その収集とクラスター分析などを行うことで、高齢者の歩行における特徴を把握し、腰痛や下肢の変形性関節症をはじめとする症状や疾患の兆候を捉えることに繋がる可能性がある。その実現は、高齢化社会における個別化医療と予防医療への貢献に繋がることにおいて、研究成果の意義がある。