- 评估佩戴护膝的效果
- 步态的对称性在快走时会恶化，但通过佩戴护膝可以改善
- 建议提高快走时的步态质量并降低跌倒风险的可能性
佩戴护膝对步态对称性影响的演示*：显着差异（简单主效应）
*使用了原始论文中的一些图表的引用和修改。
米乐m6官方网站 (AIST) 健康与医学工程研究部运动生理学与生物力学研究组 Masahiro Fujimoto，研究组组长，Takuma Inai，研究员，Wakako Tsuchida、Shoma Kudo。我们与香川县运动振兴会代表会长兼首席执行官阿部刚典和四国学院大学社会学部片山明彦教授共同进行了研究，验证了佩戴护膝是否可以改善行走的对称性。
护膝据说有助于改善老年人的步行功能，但缺乏客观证明其有效性的验证数据。我们测量了健康老年人的步态，并评估了膝关节支撑对步态对称性的影响。当不佩戴护膝快速行走时，步态的对称性（根据身体前后方向的腰椎加速度计算）会受到损害。另一方面，事实证明，佩戴护膝可以改善对称性（调整步态）。步态对称性与跌倒风险之间存在关系，据报道，老年人跌倒的风险增加，尤其是快速行走时。这项研究的结果表明，膝盖支撑可能有助于降低快走时跌倒的风险。
这项研究的详细信息将于 2024 年 7 月 17 日发布。生物工程和生物技术前沿
保持和提高老年人的步行能力是延长健康预期寿命的重要问题。从日常生活到临床环境，膝关节支架被患有膝关节相关问题和担忧的老年人广泛使用。据报道，佩戴护膝可以有效减轻膝盖疼痛，改善行走功能，主要针对患有膝骨关节炎、前十字韧带损伤等关节疾病的膝盖，或者有受伤史的人。然而，对于健康的膝盖来说，目前缺乏客观证据来证明其对步行的有效性和有用性。
AIST 的健康和医学工程研究部门正在参与由多个研究领域组成的下一代医疗保健服务研究实验室，以展示 AIST 的综合能力。我们正在努力解决老龄化社会的问题，利用动作捕捉设备和小型传感器来获取医疗、护理和福利环境中使用的医疗保健产品和服务的验证数据。
这项研究的目的是进行研究和开发，以改善健康状况，并验证和评估膝部支撑件（其用途已得到社会广泛认可）对步行的影响。
我们利用AIST四国中心拥有的身体运动测量设备和评估技术组的统称“身体运动分析产业平台”来测量和评估健康老年人的步态，并验证佩戴护膝的有效性（图1）。
图1 使用体动分析产业平台（AIST四国中心）进行的体动测量和评价
实验中以 16 名健康老年人为目标。光学动作捕捉设备和惯性测量单元 (IMU)，我们测量了行走时腰部和脚部的身体位置坐标和加速度。参与者被要求以舒适的速度（舒适的速度）和尽可能快的速度（快走）行走。参与者赤脚沿约 15 m 的笔直路径行走 5 次。这是基于从连接到腰部的 IMU 获得的加速度数据的步行对称性指标。改进的谐波比 (iHR)计算并通过比较不佩戴护膝时的结果和双膝佩戴时的结果来验证佩戴护膝的效果。该实验是在获得机构伦理委员会批准后进行的。参与者在实验前收到书面和口头解释，并同意参加实验。
实验结果表明，在不佩戴护膝的情况下快步行走时，身体前后方向的 iHR 比以舒适速度行走时要低（图 2）。这表明步态对称性降低。另一方面，当佩戴护膝而快步行走时，与未佩戴护膝时相比，身体前后方向的 iHR 显示出更高的值（图 2）。这些结果表明，与以舒适的速度行走相比，快走会降低步态对称性，而佩戴护膝可以改善这种对称性。
图 2 步态对称性 (iHR) 结果
舒适速度和快走时的 iHR 是在不带护膝和带护膝的情况下计算的。
＊：显着差异（简单主效应）
*使用了原始论文中某些图表的引用和修改（许可证：CC BY 40）。
据报道，步态对称性与跌倒风险之间存在关系，跌倒风险高的人步态对称性较低。换句话说，快走期间步态对称性降低可能与跌倒风险增加有关。事实上，据报道，老年人跌倒的风险增加，尤其是快步行走时。随着全球范围内出生率下降和人口老龄化的加剧，预防跌倒是人们需要护理的主要原因之一，也是全世界维持和提高生活质量（QOL）和实现福祉的共同挑战。这项研究的结果表明，膝盖支撑可能有助于调节步态并降低快走时跌倒的风险。
这项研究的结果提供了科学证据，表明膝盖支撑可以改善步态质量，尤其是步态对称性。 AIST将继续获取医疗保健产品和服务的验证数据，获取有助于维持和改善人体和运动功能的科学知识，并将这些知识应用于医疗保健行业，从而实现健康和高品质的生活。
已出版的杂志：生物工程和生物技术前沿
论文标题：护膝改善老年人快走时的步态对称性
作者：稻井琢磨、工藤昌磨、土田若子、藤本正宏
DOI：103389/fbioe20241394314
支持来源：香川县“利用人工智能等先进技术的研发支持项目”（2022 财年-2023 财年）