Research study of 3D printed ankle-foot-orthoses to assess patients with hemiplegia

3D打印踝足矫形器评估偏瘫患者的研究

• 批准号: 21K12802
• 负责人: 前田 雄
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Niigata University of Health and Welfare
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K12802/
• 关键词: 評価用短下肢装具; 脳卒中片麻痺; 関節モーメント; 3Dプリンタ; シミュレーション解析; モーメント; ３Dスキャナ; ３Dプリンタ

本研究は，脳卒中片麻痺に対する評価用装具を用いて，装具に必要な矯正力や剛性力を定量化し，得られたデータを3Dプリンタへ応用する装具の製作フローを確立することである.装具は，対象者の身体機能に合わせて個別に製作する必要があり，現状では，理学療法士や医師，義肢装具士が歩行機能や麻痺の程度を徒手的に評価して装具の機能を選定している．そのため，適切な装具の選定や身体機能の変化への対応について臨床的な課題が多くある．本研究の成果によって，これらの装具と身体機能の機能的なマッチングが向上し，対象者の治療・リハビリテーションに大きな効果があり，入院期間の短縮や適切な義肢装具の提供から，医療費の軽減にもつながると考えられる．さらに，義肢装具における3D-Printerの活用は，義肢装具の提供が迅速になること，データを蓄積して比較できることでエビデンスの構築にも繋がる．個々の片麻痺者の運動特性に合わせた装具の適用を考えると,実際に歩行動作中における足関節の痙性麻痺の状態を定量的に評価しなければならない短下肢装具のもっとも重要な機能は立脚初期の背屈筋の遠心性収縮の補助であり，補助の程度を表す制動モーメントの大きさは片麻痺者の状態に合わせて調整する必要がある．そこで本研究では，オイルダンパーを使用した足関節パーツを使用した短下肢装具を作製し，脳卒中片麻痺者に適合した後に，装具の剛性力を評価機にて測定してシミュレーション解析を実施する．その後，剛性力に適応した短下肢装具を3Dプリンタを使用して作製するフローを確立することを目的としている．昨年度の研究成果は，評価用装具を用いて装具の矯正力の最適値を計測して基礎データを集約するため，評価用装具の作製を進めてその装具に対する計測用機器を検討した．

In this study, the necessary corrective force and stiffness of the fixture were quantified and the fabrication of the fixture was established. The equipment is designed to fit the physical functions of the wearer individually. The current situation is that physiotherapists, physicians, prosthetic fitters, walking functions and the degree of paralysis are evaluated by hand. The selection of appropriate equipment, the transformation of body functions, and the selection of clinical topics are numerous. The results of this study include: the improvement of prosthetic devices and body functions; the improvement of treatment for patients; the reduction of hospital stay; the provision of appropriate prosthetic devices; and the reduction of medical expenses. 3D-Printer is used to provide prosthetic devices quickly and efficiently. A study on the application of the device to the kinematic characteristics of the leg paralysis patient, a quantitative evaluation of the spasmodic paralysis state of the foot joint during actual walking, and an evaluation of the important functions of the short leg device, such as the compensation for the telecentricity of the dorsiflexor tendon at the initial stage of foot erection. In this study, the use of foot joints and the use of short leg fittings were measured and analyzed by an evaluation machine. The rigidity of the lower limb is determined by the use of the lower limb. Last year's research results include the evaluation of equipment for use in the correction of equipment for the optimal value of the calculation of basic equipment for intensive use, evaluation of equipment for the operation of progress, equipment for the measurement of the machine for discussion.