研究要旨

中川博文 教授

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足圧分布測定とその臨床応用に関する研究

主な研究と特徴

人類が直立2足歩行を行うようになって以来400万年余りが経過し,その人類進化の第一歩が立位姿勢の維持であり,歩行や走行等の複雑運動の基礎となっている.立位姿勢は両足で囲まれた支持基底面内に,体重心と地球の中心を結ぶ線(体重心線)が維持調整されていることが必要である.この力学的平衡状態は足裏皮膚表面等に多く存在する圧覚や内耳の平衡感覚と筋・関節等に存在する固有感覚および視覚等の受容器からの感覚情報が脊髄や脳幹,小脳等を経由して大脳皮質に送られ,最終的には運動中枢によって全身の姿勢維持に関与する骨格筋に運動指令として送りだされることで保たれている.

立位姿勢は一見静止しているように見えるが,足圧分布を観察すると時々刻々と変化しており,高度の姿勢調節機能を垣間見ることができる.

加齢や神経疾患,あるいは骨折等の骨関節疾患等が原因で姿勢制御系に何等かの変化を来たす.それが病気の兆候であっても,外見上も自覚面でも何ら異常として認識されず,足圧分布計測を行うと異常が発見される場合がある.こうした情報の収集や詳細な分析結果は病気の早期診断や治療評価ならびにフォローアップ等の臨床面に役立つことがわかってきた.

足圧分布が直接治療に役立つこともわかってきた.自身の足圧分布画像を直接視覚に入力し,圧画像情報を利用しながら立位姿勢や立ち上がり動作等の機能獲得を支援するバイオフィードバック法は,脳卒中片麻痺や下肢切断のような足底の圧感覚情報が得られにくい患者のリハビリ支援に役立つことが挙げられる.

重力環境下で人体が行う複雑で柔軟な機能を力学的に解明し,得られた情報を診断や治療等に応用する学問研究はバイオメカニクス(生体力学)の目的の一つであり,足底に加わる力の計測・解析を中心として,リハビリ等の臨床面に広く役立つ研究に積極的に取り組んでいる.

今後の展望

姿勢の維持・調節には多くの感覚器官が関与していることはすでにわかっているが,中でも視覚が深く関与していることがこれまでの研究で明らかになってきた.特に,夜間での転倒事故の発生頻度が高まる傾向にある高齢者では,視覚情報が転倒事故と深い関係にあると推測している.加齢により体性感覚から視覚依存へと変化して行く高齢者の姿勢調節に,視力低下や環境照度等が強く影響を及ぼすことはこれまでの研究でわかってきたが,高齢者の転倒予防にはさらに視覚と転倒メカニズムの解明が必要である.

さらに,自身の足圧分布画像を視覚で代償するバイオフィードバック法を利用した治療装置の開発に取り組み,安定姿勢の維持・増進に関する研究を推進する.

以上のとおり,視覚が姿勢調節に重要な役割を果たしていることがわかってきたが,未だ入り口に過ぎない.さらに深く追究し解明して行くことが,足圧分布の臨床応用への可能性を高めることに繋がると考えている.

経歴

昭和61年関東学院大(院)博士課程修了
(工学博士),日本学術振興会特別研究員,国立小児医療研究センター研究員,埼玉医科大学医学部リハビリテーション科助手(リハビリテーション工学).日本医科大学医学部小児科非常勤講師,日南学園本部企画室を経て現職

所属学会

日本機械学会, 日本非破壊検査協会,日本リハビリテーション医学会,日本小児科学会,日本小児神経学会,日本ナノメディカル学会

主要論文等

  1. 小児科MOOK37 顔貌からみた小児疾患 金原出版
  2. 重心動揺計を利用したDown症候群の姿勢制御機能の発達に関する研究,姿勢研究,第10巻,第2号
  3. 筋緊張低下症患者における光弾性手法に基づく足圧分布特徴の分析,非破壊検査,第40巻,第8号
  4. 光弾性手法を援用した視覚によるバイオフィードバック装置の開発−脳卒中片麻痺患者の立位訓練への応用,日本機械学会論文集,第61巻,582号A
  5. Visual influence on contact pressure of Hemiplegic patients through photoelastic sole image,Archives of Physical Medicine and Rehabilitation,Vol.77
  6. Contact pressure distribution in the supine position in low-birth weight infants analyzed by a photoelastic method, Pediatrics International,Vol.43

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