フォースセンシングセンサーシューズの機能とは？歩行分析システムの主要データ取得

フォースセンシングセンサーシューズは、歩行分析システムにおける主要なデータ取得ツールとして機能し、足と地面との物理的な相互作用を捉えます。柔らかいシューズカバーや特殊なソールに直接組み込まれ、垂直地面反力と足底接触パターンをリアルタイムで測定します。

これらのセンサーは、物理的な動きとデジタル分析の間のギャップを埋めます。圧力を定量的な運動学的データに変換することで、下肢機能の評価やリハビリテーションの進捗状況を追跡するために必要な客観的な証拠を提供します。

測定のメカニズム

物理的な統合

センサーはスタンドアロンのデバイスではなく、ウェアラブルな形態に統合されています。例えば、柔らかいシューズカバーや特殊なソールなどです。

この設計により、ユーザーの通常の歩行パターンを著しく妨げることなく、自然な動き中のデータを取得できます。

地面反力の取得

センサーの主な機能は、垂直地面反力を検出することです。

これは、地面から足への（またはその逆の）力の強さを、接地時および立脚期全体で測定します。

接触パターンのマッピング

単純な力だけでなく、センサーは足底接触パターンをマッピングします。

これにより、足がどのように地面に接触しているかが正確に明らかになり、歩行段階の異なる時点で足裏のどの部分が体重を支えているかを特定できます。

信号を臨床データに変換する

デジタル信号処理

フォースセンサーによって取得された物理信号は、デジタル処理されます。

この変換により、生の圧力データが、歩行評価に使用される構造化された分析可能な情報に変わります。

運動学的指標の生成

処理後、システムは特定の定量的な運動学的指標を出力します。

これらの指標には、歩行速度、歩行周期、片脚支持期または両脚支持期の期間など、重要な歩行パラメータが含まれます。

戦略的価値：客観的な評価

客観的な証拠の提供

これらのセンサーの最も重要な機能は、主観的な推測を排除することです。

視覚的な観察だけに頼るのではなく、患者の動きに関する客観的な証拠を提供します。

機能的改善の評価

このデータは、下肢運動の機能的改善を評価するために具体的に使用されます。

経時的な力とタイミングの変化を追跡することで、臨床医は回復や介入の効果を定量化できます。

トレードオフの理解

方向性の制限

主な参照情報によると、これらのセンサーは垂直地面反力を測定します。

これは、滑りや複雑な回転運動の分析に重要なせん断力（水平方向の力）や摩擦を完全に捉えられない可能性があることを意味します。

統合への依存

センサーはカバーまたはソールに組み込まれているため、データの品質はフィット感に依存します。

シューカバーまたはソールがユーザーの足に完全に一致しない場合、足底接触パターンのデータは不正確になる可能性があります。

目標に合わせた適切な選択

フォースセンシングセンサーシューズの有用性を最大化するために、特定の分析ニーズを検討してください。

主な焦点が臨床リハビリテーションの場合：治療の過程で下肢運動の機能的改善を追跡するために、客観的な証拠の能力に依存してください。
主な焦点が歩行分析の場合：特定の運動学的指標（速度、歩行周期、支持時間）を利用して、歩行サイクルの異常を特定してください。

これらのセンサーは、物理的な圧力をデジタルインサイトに変換することにより、現代の証拠に基づいた歩行分析に必要な基本的なデータを提供します。

概要表：

機能	説明	主要な指標/出力
データ取得	足と地面との物理的な相互作用を捉える	垂直地面反力
パターンマッピング	足裏のどの部分が体重を支えているかを特定する	足底接触パターン
信号処理	生の圧力データをデジタル情報に変換する	定量的な運動学的指標
臨床評価	動きの客観的な証拠を提供する	速度、歩行周期、支持時間
リハビリテーション	経時的な機能的改善を追跡する	回復の進捗状況の指標

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参考文献

Harald Hefter, Sara Samadzadeh. Effects of Combined Vibration Ergometry and Botulinum Toxin on Gait Improvement in Asymmetric Lower Limb Spasticity: A Pilot Study. DOI: 10.3390/jfmk10010041

この記事は、以下の技術情報にも基づいています 3515 ナレッジベース .