被験者は均等負荷の静的立位姿勢を維持する必要があります。これにより、体重が両足に均等に分散され、標準化された生体力学的な環境が作成されます。この姿勢は、閉鎖性運動連鎖をシミュレートするために不可欠であり、3Dスキャンシステムが、制御された半身体重負荷の下で足が実際にどのように変形するかを捉えることを可能にします。
このプロトコルの主な目的は、静止時の形状ではなく、真正な足の力学を捉えることです。負荷を標準化することにより、研究者は、導き出された測定値、特に回転モーメントと軸骨距離（ABD）が、日常の体重支持活動中の足の挙動を正確に表すことを保証します。
生体力学的な基準値の設定
閉鎖性運動連鎖のシミュレーション
足は、空中に浮いている場合と地面に体重がかかっている場合とでは、機能が異なります。
均等負荷姿勢は閉鎖性運動連鎖を再現します。この状態では、足は床に固定され、関節と軟部組織は機械的に現実的な方法で体の質量に反応することを余儀なくされます。
半身体重の標準
「均等負荷」とは、スキャン対象の足に総体重の半分を正確に載せることを意図した正確な指示です。
この標準化がないと、被験者は意図せずに体重を一方に偏らせる可能性があります。これにより、足にかかる力が変化し、被験者間または左右の足の間での比較が不可能になります。
真正な変形の捉え方
舟状骨変位の測定
負荷がかかると、アーチの高さが変化します。
均等負荷立位という特定の物理的状態により、システムは内側舟状骨変位を捉えることができます。これは舟状骨の垂直方向の動きであり、アーチの柔軟性と機能の重要な指標です。
中足部回内（プロネーション）の可視化
足は、体重がかかると衝撃を吸収するために、自然に内側に転がります。
この姿勢を維持することで、3Dデータは真正な中足部回内を捉えます。これにより、デジタルモデルは、収縮した非体重支持状態ではなく、拡張した体重支持状態の足の形状を反映します。
トレードオフの理解
精度に不可欠な負荷
負荷のかかっていない足から機械的特性を正確に計算することはできません。
軸骨距離（ABD）や回転モーメントなどの測定値は、圧力下での骨間の空間的関係に完全に依存します。負荷を削除または変更すると、これらの特定の計算は、日常の機能評価には無効になります。
データ収集における潜在的な落とし穴
この厳格なプロトコルのトレードオフは、被験者のコンプライアンスの必要性です。
被験者がバランスに苦労したり、疲労で体重を移動させたりすると、「真正な変形」が歪んでしまいます。この感度により、均等負荷姿勢からのわずかな逸脱でも、被験者の真の機械的現実を反映しないデータにつながる可能性があります。
プロトコルの妥当性の確保
3D足部データが実用可能であることを確認するために、特定の最終目標に基づいてプロトコルを適用してください。
- 臨床診断が主な焦点の場合：半身体重の標準に厳密に従い、過度の回内などの病的な変形を正確に評価してください。
- 生体力学研究が主な焦点の場合：閉鎖性運動連鎖が維持されたスキャンからのみ、回転モーメントとABD測定値が導き出されていることを確認してください。
姿勢を標準化することは、静的な3D画像を機能解剖学の動的な表現に変える唯一の方法です。
概要表：
| 測定カテゴリ | 主な利点 | 均等負荷が重要な理由 |
|---|---|---|
| 運動連鎖 | 現実世界の負荷をシミュレート | 地面に固定された状態で、関節が体質量にどのように反応するかを再現します。 |
| アーチ機能 | 舟状骨変位 | 半身体重下での垂直方向の動きとアーチの柔軟性を測定します。 |
| 足の形状 | 真正な回内 | 静止状態ではなく、足の拡張した形状を捉えます。 |
| データの整合性 | 標準化された基準値 | ABDや回転モーメントなどの測定値が比較可能で有効であることを保証します。 |
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参考文献
- Tomoko Yamashita, Shingo Ata. Evaluation of Hallux Valgus Using Rotational Moment of Midfoot Measured by a Three-dimensional Foot Scanner: a Cross-sectional Observational Study. DOI: 10.14326/abe.12.154
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 .
