2014 年度実施状況報告書

義足足部機能の定量化と脳の応答及び歩行特性の関係の解明

研究課題

研究課題/領域番号	26350682
研究機関	神戸学院大学
研究代表者	中川昭夫神戸学院大学, 総合リハビリテーション学部, 教授 (50411872)
研究分担者	小嶋功神戸学院大学, 総合リハビリテーション学部, 講師 (70434917)
研究期間 (年度)	2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード	下腿義足 / 義足足部 / 機能比較 / NIRS
研究実績の概要	義足足部機能試験機の改造については、平成26年度に予定していた改造を行い、試験機の機能の確認を行った。義足に対する床に相当するプレートの角度を変えながら、負荷波形を変化させる機能については、プレートの角度変化波形と負荷波形を、位相を合わせながら独立に任意波形で設定することが可能であり、義足の機能試験を行うためには充分な機能を持っていることが確認できた。ISO16955案に規定された角度変位と負荷波形に対応した結果を得ることができるようにするためには、どのような波形を加えればよいかについては、平成２７年度に6軸ロードセルを購入して義足下腿部分に組み込んでからの課題とした。健常者が義足足部を使用するための模擬下腿義足についても両脚分を導入し、健常者が足部を交換して歩行する環境を整えた。実際の模擬義足を使用した場合の歩行分析については、健常者１名について模擬義足を使用し、足部を交換して歩行を行った。ここでは、平地での普通速度、速い歩行速度、遅い歩行速度、階段の昇降、いくつかの角度が異なる坂道の昇降などを行い、被験者の主観的感覚についてのコメントを収集した。その結果、平地での普通速度では大きな差が見られない場合であっても、特に歩行速度が速くなった場合に歩行が容易であるものと、そうでないものの違いが明確になることが分かった。さらに階段を昇降する場合の歩行の容易さとソケット部分での圧迫感の差が著しく表れること、坂道の昇降についても足部による歩行の容易さとソケット部分での圧迫感の差が表れることが明らかとなった。 NIRSによる脳表面の血流変化についても、足部を交換することによって血流センサーの計測値に差が表れる部分があることが確認できた。これらのことから、義足使用者に対してこれらの実験を行うための準備を行うことができた。
現在までの達成度 (区分)	現在までの達成度 (区分) 2: おおむね順調に進展している理由義足足部の機能の差については、従来は装着して歩行を行い、その時の装着者の感覚から評価することしかできなかった。本研究では、これに対して、義足足部機能試験機による足部の機械的性能を表す試験データを求め、その義足足部を装着した場合の装着感覚や歩行の容易さという主観的な評価を行い、又、呼吸代謝や脳表面の血流の変化などを求めて、これらの間の対応を求めることを目標としている。初年度は既存の試験機を改造することによって、これを義足足部機能試験機として機能できるものにすることと、実際の下腿切断者にいくつかの種類の義足足部を装着して評価を行うための準備として、健常者が模擬義足を使用していくつかの種類の義足足部を装着して、いろいろな条件での歩行を行い、どのように主観的に評価されるのかについての予備実験を行うと共に、これまでに経験も論文としての報告もないNIRSによる脳血流に変化が得られるのかどうかについて確認を行うことを目標とした。試験機については、予定していた改造を行うことができ、試験機としての機能の確認を行うと共に、義足を組み込むことができることを確認した。健常者が義足足部を装着して歩行する試験についても、1名について行い、どのような床面での歩行時に感覚的な差が出るのかを確認することができた。これまでに経験も論文としての報告もないNIRSによる脳血流の変化についても、歩行条件によって差が見られることが確認できたことから、これらのデータを整理することによって、2年目に予定している下腿切断者による義足足部交換による実験を行うための基礎資料を得ることができたものと考える。
今後の研究の推進方策	試験機については、予定していた通り、平成２７年度に6軸ロードセルを導入して義足下腿部に組み込む。このことにより、義足にかかっている負荷等を計測することができるようになり、義足足部ごとの機械的性能を表すロールオーバーパターンを求める。ここで義足足部機能試験機で評価に使用した義足足部を、下腿切断者が装着して歩行する。義足装着者は予備実験で装着感に差があることが明らかとなった平地での歩行速度を変化させての歩行、階段、角度が異なる斜面の昇降などの歩行を行い、その時の主観的評価を収集する。又、これらの義足足部を使用して歩行した時の呼吸代謝を計測して、歩行を行うために必要なエネルギーの差を求める他、NIRSを使用しての脳血流の差などを計測して、機械的性能との対応を求める。平成27年度は下腿切断者4名を被験者として実験を行い、義足足部機能試験機の結果と装着して歩行した時の主観的評価、及び、呼吸代謝やNIRSによる脳表面の血流の変化についての関係を求める。