膝関節回旋角度計の開発

keywords.jpgリハビリテーション,膝前十字靭帯損傷 

木村 浩彰 

HIROAKI KIMURA

division.jpg病院 リハビリテーション科

position.jpg教授

研究概要

研究の背景

膝前十字靭帯(ACL)損傷において、膝関節の回旋不安定性が最も重要である(出家ら 2011)。しかし、膝関節回旋角度を正確に計測できる装置は現存しない。私達は膝回旋角度測定装置について特許を取得(出願番号2007−213228)し、企業と医療用の三次元角度計PocketIMU2を開発した。この研究の目的は、膝回旋角度を測定する際、膝の回旋に伴うPocketIMU2の元位置からのずれを、超音波エコーによって補正し、膝回旋角度を正確に測定できる装置を完成させることである。

研究内容

私たちは企業と共同で三次元角度計PocketIMU2を開発した(図1.)。PocketIMU2の大きさは縦4.5cm、横4cm、高さ3cmでUSBポートとBluetoothを持ち、6個まで接続できる。Windows7やWindows XPで作動するコンピューターに専用ソフトで稼働する。センサーは0.1度の分解能を持ち、一般のセンサーと異なり磁場に影響されないため、医療機器の存在する環境でも使用できる。現在6個のPocketIMU2と専用ソフトを所持している。

成果

健常者12名に三次元角度計PocketIMU2 大腿部と下腿部に2個設置し、Biodexで他動的に回旋させることで、膝回旋角度を測定した。

実用化に向けて(想定業界・用途、課題、企業への期待など)

企業と共同研究中で、静止時の膝関節回旋角度を精密に測定するため、エコーの併用を検討中である。また、動作時の膝回旋角度測定のため、膝装具にセンサーを装着し測定するソフトを開発中である。

本研究の特徴・優位性

従来の三次元センサーは地磁気を利用するため、病院内では通常測定できない。本センサーはジャイロ計算のみであり、地磁気変化の影響を受けない。現状で膝関節の回旋角度を測定できる装置はない。

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膝関節回旋角度計測装置  特願2007-213228

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