足裏から健康診断
あなたの足裏は健康ですか？
将来の健康リスクを可視化
東京理科大学 創域理工学部
機械航空宇宙工学科
教授 竹村 裕2023年11月09日
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足裏の健康診断• リフレクソロジー

Eunice D. Ingham，足の特定の部位（内臓反射区）（1899年 - 1974年）••••

足裏マッサージ
青竹踏み
はだしで散歩健康サンダル類

••
•
•

浮き趾
偏平足
外反母趾
姿勢・圧力分布「フットチャート」（足の地図）（Wikipediaより）2市販品の足裏計測装置

一例• SKM 株式会社サカモト https://skm-co.jp/– 接地足蹠撮影装置ピドスコープ VTS700

カメラ方式• 株式会社フットルック https://footlook.co.jp/– フットルック（足裏バランス測定）

スキャナ方式

足裏の長さ（cm）
足裏の横幅（cm）
靴ウィズ（A～G）
親指の角度（母趾角）
小指の角度（小趾角）
開帳角（FICK角）
接地比率土踏まずの発達度
圧力分布 などなど．．

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もう少し計測できる項目が増えると！
例えば．．．

糖尿病神経障害の特徴– 無症状で進行・難治性・足切断の可能性 → 早期発見が重要• 肥満・体重– 肥満（BMI）は糖尿病神経障害の進行を促進[斎藤他, 1996]• 重心動揺の増加– 60代の健常者と患者の重心動揺を調査– 患者は健常者より前後変位が8.6mm，左右変位が6.6mm増加• 足裏の硬化[Pierre, B. et.al,1995]– 糖尿病神経障害の進行により足裏が硬化[Periyasamy, R. et al, 2012][Piaggesi, A. et al, 1999]• 足裏の乾燥– 自律神経の障害により汗腺が減少し足裏が乾燥 [Goto, Y. et al, 1985][斎藤他, 2000]

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画像から硬さを推定• 硬さの違う床を利用– 硬い床（アクリル）と柔らかい床（シリコンシート）で2回撮影– 硬い足は硬い床での密着面が小さくなる
硬いボール

柔らかいボール①硬い地面では皮膚が硬いほうが接地面積が少ない
硬い床

柔らかい床 硬い床柔らかい床

②柔らかい地面ではあまり差がない

接地面積変化
仮説：糖尿病神経障害患者（足裏硬度高）は床の硬度変化による接地面積変化率が大きい？

5実際の足裏画像
被験者

柔らかい床アクリル板

硬い床差分

LED
カメラ

鏡

接地面積変化

シリコンシート（硬度25°）6角質水分量と足裏画像

乾燥している足裏ひび強調画像

ひび

乾燥していない足裏ひび強調画像
7

足裏画像から乾燥度を推定
0.12

水分計

乾燥度の推定値[-]

0.1
0.08
0.06
0.04
0.02
005

10152025
水分量の実測値

30354045• R2 = 0.64(p<0.01)：Positive correlation• 母指球の角質水分量が乾燥度の説明変数として有意8

糖尿病神経障害リスクを早期スクリーニング• 実験対象新東京病院との共同研究– 神経障害ありの糖尿病患者：33人– 神経障害なしの糖尿病患者：43人– 健常者：28人 （計104人）• 従来の検査を行い，糖尿病の重症度を採点（13点満点）– 糖尿病罹病期間– モノフィラメント検査– 神経障害の自覚症状– 足背動脈検知無し– 振動覚検査– アキレス腱反射・・ 合計104人
9各被験者群の面積変化率の平均値
0.5

*0.45

*

**
*0.4

健常者

0.35
0.3

神経障害なしの糖尿病患者

0.25
0.2

神経障害有りの糖尿病患者

0.15
0.1

＊：p<0.05＊＊：p<0.010.050

全体の面積変化率

面積変化率の 面積変化率の 面積変化率の左右差（全体） 左右差（前部） 左右差（後部）10重症度と推定結果

1210
重症度の推定結果

重回帰分析の結果

糖尿病の重症度を採点（13点満点）• 糖尿病罹病期間• モノフィラメント検査• 神経障害の自覚症状• 足背動脈検知無し• 振動覚検査• アキレス腱反射

説明変数

係数

標準誤差

年齢0.061
0.131
2.519
5.469

0.018
0.059
0.900
1.358

BMI
全体の面積変化率
面積変化率(RB-LB)

相関係数：0.624

P値

0.001 ＊
0.029 ＊
0.006 ＊
0.001 ＊
＊p<0.05

864200246
重症度の実測値

810

1211

ここまでの発表まとめと課題• できたこと！
– 既存の装置より計測項目を増加• 硬さ（面積変化率），乾燥度（ひび強調画像）– 糖尿病神経障害との関係性を示唆• 面積変化，重回帰分析による重症度の予測• 問題点！
– 2枚の画像が必要！（硬い床と柔らかい床）

１回の計測でけいそくできないか？

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複数方向LED照射型足裏スキャナ
特願2023-020838• 複数方向LED照射型足裏スキャナの構造を開発①LED付きアクリル板30cm
15cm

60cm
重量：12kg②スキャナ• ①，②，③と周囲の金属フレームで構成• マイコンが②スキャナの下に格納されており装置全体を制御• パソコンと接続し，タッチパネルで簡易に操作が可能③ロードセル13

複数方向LED照射型足裏スキャナ①LED付きアクリル板• 側面から赤LEDにより照射，密着面が赤く発光①LED付きアクリル板

②スキャナ

②スキャナ

撮影画像

• スキャナ(GT-X830)の光源を緑LEDに変更

赤：密着部分
緑：足裏全体14

複数方向LED照射型足裏スキャナ③ロードセル• ロードセル×4個で荷重を計測• 荷重の合計で体重を計測• 荷重の分布から重心動揺を計測（サンプリング周波数：80Hz)③ロードセル
ロードセル（Wii fit）

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新旧装置の画像比較

旧スキャナ

新スキャナ

模式図

• 旧スキャナでは赤と明るい緑が同じように写り，密着部分がわからない• 新スキャナは複数方向から光を当てているため，密着部分が鮮明＝＞1枚の画像で面積変化率が計算可能に！
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硬度と水分量の推定手法

しわ, ひび割れの割合

接地面積比率

硬化・乾燥が進んだ足裏ほどRedの値は小さくGreen, Blueの値は大きい

乾燥
湿潤

しわ, ひび割れの割合

硬化・乾燥→接地面積比率：減少

しわ, ひび割れの割合：増加

接地面積比率

乾燥が進むと亀裂が生まれる 健常者のかかと
𝑹𝑹𝑹𝑹𝑹𝑹, 𝐺𝐺𝐺𝐺𝐺𝐺𝐺𝐺𝐺𝐺, 𝐵𝐵𝐵𝐵𝐵𝐵𝐵𝐵= (𝟏𝟏𝟏𝟏𝟏𝟏, 98, 36)

 硬化乾燥の進んだかかと
𝑹𝑹𝑹𝑹𝑹𝑹, 𝐺𝐺𝐺𝐺𝐺𝐺𝐺𝐺𝐺𝐺, 𝐵𝐵𝐵𝐵𝐵𝐵𝐵𝐵= (𝟏𝟏𝟏𝟏𝟏𝟏, 103,37)17

重回帰式による予測値結果
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R = 0.806

R = 0.668
1.5

実測値

実測値

1.5

00-1.5-1.5

母指球：水分量

母指球：硬度-3-3-3-1.5

30
予測値

1.5-3330予測値

1.53R = 0.750

R = 0.864
1.51.5

実測値

実測値-1.50-1.5

0-1.5

かかと：水分量

かかと：硬度-3-3-1.50
予測値

1.53-3-3-1.50
予測値

1.5318

計測の様子（2倍速）

性別, 年齢,身長を入力

測定
処理・印刷

３分程度で測定、処理、印刷が可能

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計測結果の表示の一例
硬さや乾燥度に加えて．．．
・青色が足裏、水色が接地面を示す。接地面積の割合は測定結果シートに記載。

・撮影した足裏画像
・重心動揺軌跡
・第一趾側角度（反母趾の程度を数値化）
・バランス能力第一趾側角度,重心動揺軌跡

接地面積・色の変化が相対的な圧力
分布・赤＆ピンク＆白色が湿潤面を示す。湿潤面の割合は測定結果シートに記載。
圧力分布・橙色が足裏、白線がしわ・ひび割れを示す。しわ・ひび割れの量は数値化され測定結果シートに記載。

しわ・ひび割れ20

本発表のまとめあなたの足裏は健康ですか？
• 足裏の健康診断– 足裏画像から様々な情報が計測可能に• 既存のシステムに加えて– 特許技術により硬度と水分量を計測可能に！

• 糖尿病神経障害との関係性を示唆– 面積変化，重回帰分析による重症度の予測

将来の健康リスクを可視化！
21想定される用途• 画像による硬さ・水分量の推定– 皮膚など押し付けて変形するものには応用可能• 企業等の健康診断・集団検診– リスク対象者を早期にスクリーニング– 医療費負担軽減への期待

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企業への期待• 大規模データ計測への協力• ニーズ調査• 使い勝手のよい製品開発• 製造・販売の協力
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本技術に関する知的財産権• 発明の名称 ：状態推定装置、システム、及びプログラム• 出願番号 ：特願2023-020838• 出願人：東京理科大学• 発明者：竹村 裕、山本 征孝、
小椋 凛、泉野目 伎24

お問い合わせ先
東京理科大学
産学連携機構ＴＥＬ ０３－５２２８ － ７４４０
ＦＡＸ ０３－５２２８ － ７４４２
e-mail ura@admin.tus.ac.jp
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