片脚立位制御能力に足部アーチ構造と足趾機能が果たす役割の機械学習による評価

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姿勢制御能力の定量のため、中学生・高校生のべ3000名の閉眼片脚立位姿勢時の足圧板データを解析した。従前の評価としてよく使用されている圧力中心（Center of Pressure: COP）の動揺速度（V_COP）、外周面積（A_COP）を求め、その後、COP軌跡のX方向、Y方向について、COPが支持基底面境界に達するまでの時間（Time to Boundary:TTB）、エントロピー（Approximate entropy: AmEn, Sampling entropy: SmEn）、フラクタル次元の1種であるハースト指数（Hurst Exponent by Detrended Fluctuation Analysis: HDFA）などの時間変動指標を計算した。V_COPとA_COPの相関はそれらの指標と比べても高く（r=0.69）、TTB_X（r=-0.26)、TTB_Y（r=-0.53）、AmEn_X（r=0.04）、AmEn_Y（r=0.25）、SmEn_X（r=0.17)、SmEn_Y（r=-0.26)、HDFA_X（r=-0.35)、HDFA_Y（r=-0.52)などの指標はV_COPの説明変数には選択されなかった。次に、足圧板のデータを前足部（Meta）、中足部（Mid）、後足部（Rear）、母趾（1st Toe）、第2-5趾（2-5Toes）の5カ所に分類し、各領域内の圧力×時間積分（Plantar Pressure Integral）および接地面積（Contact Area）が足全体に占める割合（％PPI、％Area）を計算した。前足部の％Area（r=-0.22）、前足部の％PPI（r=-0.31）、後足部の％PPI（r=-0.29）がV_COPと相関が高く、前足部の接地面積が多いほど重心動揺速度が遅くなっていることが示された。