靴内圧センシング

研究内容

糖尿病患者と靴

 糖尿病患者は、適切な靴を履かないことによって、足潰瘍・壊死へと至ることが多いです。これは、糖尿病の合併症の一つである糖尿病性神経障害が原因です。足の神経が麻痺してしまうために傷や靴擦れを認知することが出来ず、気が付いた時には足の切断手術が必要な病態になってしまいます。医療現場ではこれを防止するため、足部に病変が起こる前に専用の靴処方が行われています。

靴の適合性評価

 足の形状は一人一人違い、それぞれに合った靴を選ばなければなりません。ほとんどの人が靴を選ぶ際は、つま先の遊びがあれば良いという程度ですが、人類は二足歩行という独自の進化を遂げたために、非常に複雑な足の構造を持っています。

 そのため靴の適合性評価の際にチェックする必要があるポイントは多く、一般の人は勿論、医療現場であっても完璧にフィットする靴を用意する事が難しいのが実態です。特に糖尿病患者は神経が麻痺するために、一層フィットする靴を選ぶことが難しいです。

 

センサーで適合性を可視化

 足と靴の適合性を定量的に評価する事が可能になれば、糖尿病患者を始めとする、靴処方問題は解決へ近づきます。医療研究の場においてはセンサーを使用した圧力計測システムが使用されていますが、既存のものでは足の裏の圧力分布しか計測できません。

 そのために本研究室では、振動を計測するワイヤー状のセンサーを使用することにより、靴内部の剪断力・垂直荷重を立体的に可視化するシステムを開発しています。

 

歩行中に靴内で発生する剪断力・垂直荷重評価

 足趾にワイヤー状のセンサーを貼り付け、歩行中の靴内の圧力を計測可能な解析手法を検討しています。また、外反母趾、内反小趾、ハンマートゥ、クロートゥ等の足変形が発生する場所毎に歩行中に加わる剪断力・垂直荷重の特徴が異なります。このため、足変形の場所毎の解析手法の検討を行っています。

剪断力推定手法開発

 靴内の剪断力を検出するために、振動を計測するワイヤー状のセンサーに剪断力を加え、検出されるセンサーの値を計測することによって剪断力を推定する手法の開発を行っております。このセンサを円形状に加工し、布に貼り付ける手法や線状のセンサを布に編み込む手法について検討を行っております。 この研究により、靴内で発生する剪断力の大きさをワイヤー状のセンサーにより検出できる可能性があります。

※特願2022-201144:線状センサ装置、繊維状センサ装置、剪断力の検出方法