慣性センサを用いた椎間板症腰仙骨病理学的歩行診断のためのツールとしての慣性センサ．予備的な研究

Inertial Sensors as a Tool for Diagnosing Discopathy Lumbosacral Pathologic Gait: A Preliminary Research.

• Sebastian Glowinski
• Karol Łosiński
• Przemysław Kowiański
• Monika Waśkow
• Aleksandra Bryndal
• Agnieszka Grochulska

抄録

背景:

本研究の目的は、腰椎椎間板症が歩行パラメータに及ぼす影響を確認することである。慣性センサーは歩行の病理学的パラメータを決定するために使用されます。

BACKGROUND: the goal of the study is to ascertain the influence of discopathy in the lumbosacral (L-S) segment on the gait parameters. The inertial sensors are used to determine the pathologic parameters of gait.

方法:

本研究では、4人の患者（44歳、46歳、42歳、38歳）を対象とした。最初に、調査の目標は、非侵襲的な医療テスト磁気共鳴画像 (MRI) 各患者の分析することでした。次に、慣性センサーを用いて、左右の膝の関節角度の屈曲-伸展を算出した。統計解析を行った。加速度データの周期的な情報を解析するためにウェーブレット変換を適用した。

METHODS: the study involved four patients (44, 46, 42, and 38 years). First, the goal of the survey was to analyze by a noninvasive medical test magnetic resonance imaging (MRI) of each patient. Next, by using inertial sensors, the flexion-extension of joint angles of the left and right knees were calculated. The statistical analysis was performed. The wavelet transform was applied to analyze periodic information in the acceleration data.

結果:

椎間板症の患者では、立脚時の膝の屈曲量が正常側（健康側）に比べて有意に低く、これは偏心の制御不良や痛み回避のメカニズムを示している可能性がある。最も大きな差が見られるのは、初期スイング相である。この段階での膝関節下肢の屈曲は、全歩行サイクルの中で最大値に達します。

RESULTS: in the patients with discopathy, the amount of knee flexion attained during stance phase is significantly lower than that of normal (health side), which could indicate poor eccentric control or a pain avoidance mechanism. The biggest differences are observed in the Initial Swing phase. Bending of the lower limb in the knee joint at this stage reaches maximum values during the entire gait cycle.

結論:

これまで歩行時の膝の角度を目視で定量化することは困難であった。慣性計測ユニット（IMU）システムは、背骨の損傷の程度やその程度を判定するのに有用である。保存的治療を受ける可能性のある椎間板疾患の初期段階の患者では、MRIという複雑な画像検査を行うかどうかの判断を部分的に遅らせたり、完全に除外したりすることができ、この疾患のこの段階ではしばしば偽陽性の結果を示します。

CONCLUSIONS: It has been difficult to quantify the knee angle during gait by visual inspection. The inertial measurement unit (IMU) system can be useful in determining the level of spine damage and its degree. In patients in the first stages of the intervertebral disc disease who may undergo conservative treatment, it may also partially delay or completely exclude the decision to perform a complicated imaging examination which is MRI, often showing a false positive result in this phase of the disease.