2022 Fiscal Year Research-status Report
変形性膝関節症患者の適切な矯正モーメントを確定する膝装具歩容診断支援装置の構築
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22K11350
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| Research Institution | The SANNO Institute of manegement |
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Principal Investigator |
中野 耕助 産業能率大学, 情報マネジメント学部, 講師 (10908114)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
嶺 也守寛 東洋大学, ライフデザイン学部, 教授 (40708567)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 膝装具 / センターブリッジ型膝装具 / 変形性膝関節症 / 力覚センサ / 歩行分析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
センターブリッジ型膝装具の大腿部と下腿部を分離し、装具構造上でもっとも剛性の高い継手部に荷重が計測できる荷重センサを組み込み膝装具下腿内側支柱部に作用する荷重計測システムを開発できた。同装置を用いて、歩行中に作用する下腿内側支柱部への荷重を調べた。実験の結果、変形性膝関節症患者は健常者と比較して下腿内側支柱部に力学的な支援を受けていることがわかった。また、同時にセンターブリッジ型膝装具でどの程度メカニカルストレスを軽減しているか力学的に確認できる新膝装具計測システムの開発も本年度進め、変形性膝関節症患者および健常高齢者を含めた数名の歩行中に作用する膝装具力学的荷重計測もおこなった。新膝装具計測システムで計測したデータをもとに歩行中の膝に作用するメカニカルストレスをどの程度軽減しているか評価できることを検証した。検証した結果として、膝装具が軽減するメカニカルストレスの定量化をおこなうシステム開発は構築できたと考える。
膝装具下腿内側支柱部に組み込んだ膝装具計測システムを使って明らかにした成果についてはライフサポート学会に原著論文として公開した。また、新膝装具計測システムの開発および計測した結果については、人間工学会関東支部で発表した。さらに、新膝装具計測システムを用いて被験者数を増やし膝に作用する３次元的な荷重とモーメントを計測している。計測データをもとに、膝の内外反方向の支援および内外旋方向の支援がどの程度あるかを力学的に明らかにできるように進める。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
１軸力覚センサを組み込んだ膝装具計測システムの開発および計測は以前から進めていたため計測データの分析が少し進めることができていた。また、コロナ禍でもしっかりした感染症対策を講じて実施することができたため、変形性膝関節症患者と健常者のデータも取得ができた。よって、膝装具下腿内側支柱部が歩行中に支援をしている構造部であることも明らかにできた。同解析データは、論文としても掲載された。また、変形性膝関節症患者のデータ獲得においても、病院の協力を得られ被験者データも増加し研究は順調に進展した。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究では、「変形性膝関節症患者の適切な矯正モーメントを確定する膝装具歩容診断支援装置の構築」という研究課題名で科研費申請したが、予定していた研究費よりも下回ったため「膝装具が矯正するモーメントの分析と計測システム開発および膝装具新デザイン設計開発」として本研究を進めている。本研究では、膝装具計測システムで膝装具によるメカニカルストレスがどの程度あるかを力学的に明らかにできるシステム開発と現状の膝装具よりも矯正力を大きくできる膝装具のデザイン設計および開発を目指して実施している。
2022年度は、膝装具下腿内側支柱部が矯正力に大きく寄与していることを明らかにし、更に膝装具による矯正モーメントを計測できる新膝装具計測システムを構築した。2023年度以降は同計測システムを用いて膝装具によってどの程度矯正力があるのかを力学的に明らかにできるように進める。また、強制力を大きくできる膝装具デザイン設計および開発も進め、矯正モーメントが調整できる膝装具の技術を確立させたい。
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| Causes of Carryover |
物品費では、3軸力覚センサの購入を行わなかったために次年度使用額が生じた。また、被験者データ計測を行う目的に沖縄に行く予定を立てていたが、コロナ禍の影響のため予定していたのを断念し結果として旅費も次年度使用額として生じた。
本年度に、必要なシステムや訪問を実施する予定なので使用する計画である。
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