Development of 6-axis dynamic sitting balance device to prevent fall for elderly people

• Project/Area Number: 17K10919
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Orthopaedic surgery
• Research Institution: Akita University
• Principal Investigator: SAITO KIMIO 秋田大学, 医学部附属病院, 医員 (20566153)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 島田 洋一 秋田大学, 医学系研究科, 教授 (90162685) ; 巖見 武裕 秋田大学, 理工学研究科, 教授 (10259806)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2019)
• Budget Amount: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2019: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000); Fiscal Year 2018: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2017: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
• Keywords: バランス / 体幹バランス / 座位バランス / 転倒 / 転倒予防 / 動的バランス / 重心動揺 / バランス評価 / バランス訓練 / 高齢者 / リハビリテーション / 体幹

Outline of Final Research Achievements

We developed a sitting balance device. This device can measure trunk balance safely and quantitatively. We verified accuracy of the device. The intra-rater reliability for the device was 0.815 (excellent) and the inter-rater reliability was 0.789 (excellent). We evaluated the characteristics of the trunk balance ability that can be measured by this device, a comparative test with an existing balance evaluation battery was conducted. As a result, a significant correlation was found between the existing balance evaluation battery and dynamic factors such as standing on one leg and reaction in the anterior-posterior direction, and it became clear that it has characteristics related to the dynamic factor.
This device aims to be utilized as a training device. We try to develop as training device with virtual reality (VR) equipment. We continue research.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

超高齢社会では，健康寿命が重要である．健康寿命を延ばすためには転倒予防は欠かせず，バランス能力評価は必須である．
本装置は，安全かつ簡便に定量的に体幹バランスを計測できる装置として開発された．また，座面を動かす機構を用いて体幹バランス訓練装置としての応用も検討されている．これまでの研究で，座った状態で安全かつ正確に動的なバランス能力を評価できることが示唆された．
今後はこれまでの研究結果を踏まえ，訓練装置としての活用を検討している．具体的には仮想現実（VR)との組み合わせでゲーム性を持たせた体幹バランス訓練プログラムの開発を行っている．

Research Products

• [Journal Article] Relationship between Dynamic Trunk Balance and the Balance Evaluation Systems Test in Elderly Women (2020)
  • Author(s): Takahashi Y, Saito K, Matsunaga T, Iwami T, Kudo D, Tate K, Miyakoshi N, Shimada Y
  • Journal Title: Progress in Rehabilitation Medicine Volume: 5 Issue: 0 Pages: n/a
  • DOI: 10.2490/prm.20200004
  • NAID: 130007801533
  • ISSN: 2432-1354
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Trunk Balance Evaluation in Adolescent Athletes and Gender Difference using the Dynamic Sitting Balance Device (2018)
  • Author(s): Norimitsu Masutani, Takehiro Iwami, Toshiki Matsunaga, Kimio Saito, Hiroyuki Tsuchie, Yasuhiro Takahashi,Yoichi Shimada
  • Journal Title: International Journal of Physical Medicine & Rehabilitation Volume: 5 Pages: 443-443
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] A Study of the Reliability of a New Dynamic Trunk Balance Measuring Device (2018)
  • Author(s): Norimitsu Masutani, Takehiro Iwami, Toshiki Matsunaga, Kimio Saito, Hiroyuki Tsuchie, Yasuhiro Takahashi,Yoichi Shimada
  • Journal Title: International Journal of Physical Medicine & Rehabilitation Volume: 6 Issue: 01 Pages: 455-455
  • DOI: 10.4172/2329-9096.1000455
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] 【先端機器とリハビリテーション】動的座位バランス計測装置による体幹バランスの定量化(解説/特集) (2017)
  • Author(s): 斉藤公男, 島田洋一, 宮腰尚久, 松永俊樹, 巌見武裕, 本郷道生, 粕川雄司, 齊藤英知, 益谷法光, 高橋靖博, 千田聡明, 畠山和利, 渡邉基起, 石川順基, 高橋裕介, 鈴木真理, 村田脩
  • Journal Title: Jpn J Rehabil Med Volume: 54 Pages: 31-35
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] ジャンプ動作における動的下肢アライメントと体幹バランスの関連性 (2017)
  • Author(s): 斉藤公男, 松永俊樹, 齊藤英知, 島田洋一, 宮腰尚久, 今野則和, 木島泰明, 冨手貴教, 佐々木香奈, 嘉川貴之, 那波康隆, 瀬川豊人, 藤井昌, 佐藤千恵, 大内賢太郎, 杉村祐介, 赤川学, 塚本泰朗
  • Journal Title: 東北膝関節研究会誌 Volume: 26 Pages: 39-43
  • NAID: 130006414071
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 多職種で取り組む転倒・転落予防 医工連携・多職種連携によるバランス機能評価 (2019)
  • Author(s): 斉藤公男, 宮腰 尚久, 巌見 武裕, 松永 俊樹, 高橋 靖博, 島田 洋一
  • Organizer: 日本骨粗鬆症学会学術集会
• [Presentation] エルデカルシトールが原発性骨粗鬆症患者の動的体幹バランスとBalance Evaluation System Testに与える影響とその関連性 (2019)
  • Author(s): 高橋 靖博, 宮腰 尚久, 斉藤 公男, 本郷 道生, 粕川 雄司, 永澤 博幸, 野坂 光司, 土江 博幸, 工藤 大輔, 島田 洋一
  • Organizer: 日本骨粗鬆症学会学術集会
• [Presentation] 高齢女性における動的体幹バランスとBalance Evaluation Systems Test(BESTest)の関連性 (2018)
  • Author(s): 高橋靖博, 松永俊樹, 斉藤公男, 工藤大輔, 飯田純平, 岩本陽輔, 井上純一, 宮腰尚久, 島田洋一
  • Organizer: 第2回日本リハビリテーション医学会秋季学術集会
• [Presentation] 中高生の体幹バランス評価と柔軟性との関連について (2018)
  • Author(s): 高橋靖博, 斉藤公男, 松永俊樹, 益谷法光, 宮腰尚久, 島田洋一
  • Organizer: 第55回日本リハビリテーション医学会学術集会
• [Presentation] 中学生スポーツ強化指定選手における動的下肢アライメントと体幹バランスの男女差および関連性に関する検討 (2017)
  • Author(s): 斉藤公男, 松永俊樹, 齊藤英知, 工藤大輔, 畠山和利, 渡邉基起, 宮腰尚久, 島田洋一
  • Organizer: 第90回日本整形外科学会学術集会
• [Presentation] 動的座位バランス装置を用いた中高生の体幹バランスの比較検討 (2017)
  • Author(s): 高橋 靖博, 斉藤 公男, 松永 俊樹, 齊藤 英知, 木島 泰明, 益谷 法光, 宮腰 尚久, 島田 洋一
  • Organizer: 第43回日本整形外科スポーツ医学会学術集会
• [Presentation] 動的座位バランス計測装置を用いた中高生及び高齢者の体幹バランス評価 (2017)
  • Author(s): 益谷 法光, 松永 俊樹, 木島 泰明, 斉藤 公男, 水谷 嵩, 木村 竜太, 高橋 靖博, 飯田 純平, 岩本 陽輔, 宮腰 尚久, 島田 洋一
  • Organizer: 第54回日本リハビリテーション医学会学術集会