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Simulation analysis of shearing load on hip-skin of wheelchair users and the movement of their upper limbs

Research Project

Project/Area Number 18H03564
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 90150:Medical assistive technology-related
Research InstitutionNational Rehabilitation Center for Persons with Disabilities

Principal Investigator

Tsuyoshi Nakayama  国立障害者リハビリテーションセンター(研究所), 研究所 障害工学研究部, 研究室長 (90370874)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 松日楽 信人  芝浦工業大学, 工学部, 教授 (20393902)
尾形 邦裕  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 主任研究員 (40641436)
Project Period (FY) 2018-04-01 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥15,080,000 (Direct Cost: ¥11,600,000、Indirect Cost: ¥3,480,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2019: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2018: ¥8,580,000 (Direct Cost: ¥6,600,000、Indirect Cost: ¥1,980,000)
Keywords褥瘡予防 / 車椅子 / ずれ力 / 慣性センサ / 簡易臀部モデル / シミュレーション / 褥瘡リスク / 車いす / 動力学シミュレーション
Outline of Final Research Achievements

Pressure injury, also known as a pressure ulcer, is defined as ”localized damage to the skin and underlying soft tissue usually over a bony prominence or related to a medical or other device” by the National Pressure Injury Advisory Panel. The injury occurs as a result of intense and/or prolonged pressure or pressure in combination with shear. Wheelchair users are at risk of occurrence at the buttock tissue areas while they propel their wheelchairs.
Movements of wheelchair users were measured when they propel their wheelchair and when they change clothes. Shear loads and contact pressures were also measured between their hip-skin and cushions. Simulation analysis of shear load on hip-skin of wheelchair users and the movement of their upper limbs are also testified. Moderate positive correlation was observed in the result of the simulation and the measurements regarding the COP of their hip-skin.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

車いすユーザにとって外界から皮膚に掛かる外力(荷重)のコントロールは極めて重要である。褥瘡予防を車いすユーザの身体内の応力分布のシミュレーション解析の試みがこれまで幾つか行われているがそれらの多くは静的な状態での解析であり、車いすを漕いでいる最中のような動的な状態を考慮した解析は殆ど行われていない。以上、計測実験をもとにして得られたシミュレーション結果は貴重である。車いすユーザにとっては褥瘡予防は極めて重要な課題であり、重篤な場合には手術のため長期の入院が必要なことも多い。本研究で得られた結果は褥瘡対応あるいは褥瘡予防の臨床現場においても参考データとして活用できることが期待できる。

Report

(4 results)
  • 2021 Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2021 2020 2019

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (6 results)

  • [Journal Article] Motions of Propelling a Wheelchair Based on the Movement Function of People with Spinal Cord Injury2019

    • Author(s)
      Kunihiro Ogata, Shingo Hasegawa, Tsuyoshi Nakayama, Nobuto Matsuhira and Eiichi Ono
    • Journal Title

      2019 IEEE/SICE International Symposium on System Integration (SII)

      Volume: 11 Pages: 385-390

    • DOI

      10.1109/sii.2019.8700439

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 車椅子漕ぎ動作中に発生する座圧シミュレーションの開発2021

    • Author(s)
      高野浩祐, 西村啓太郎, 松日楽信人, 中山剛, 尾形邦裕
    • Organizer
      LIFE2020-2021
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 車椅子利用者の運動による座面負荷を定量化するためのマルチセンシングシステム2021

    • Author(s)
      尾形邦裕, 中山剛, 高野浩祐, 松日楽信人, 外山滋
    • Organizer
      LIFE2020-2021
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 車椅子生活者の日常動作の計測と褥瘡発生のメカニズムの解明~IMUを用いた車椅子漕ぎ動作のシュミレーション~2020

    • Author(s)
      高野浩祐, 井上結加, 松日楽信人, 中山剛, 尾形邦裕
    • Organizer
      第38回日本ロボット学会学術講演会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 車椅子生活者の日常動作の計測と褥瘡発生の解明~座面のモデリングとシュミレーション~2020

    • Author(s)
      井上結加, 高野浩祐, 松日楽信人, 尾形邦裕, 中山剛
    • Organizer
      第21回計測自動制御学会 システムインテグレーション部門講演会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 車椅子の生活者の日常動作の計測と褥瘡発生の解明2019

    • Author(s)
      入倉弘明, 高野浩祐, 松日楽信人, 中山剛, 尾形邦裕
    • Organizer
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2019
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 車椅子生活者の日常動作の計測と褥瘡発生の解明~着座時におけるシミュレーションモデルの検討~2019

    • Author(s)
      髙野浩祐, Nattawat Pinrath, 松日楽信人, 尾形邦裕, 中山剛
    • Organizer
      第20回計測自動制御学会 システムインテグレーション部門講演会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report

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Published: 2018-04-23   Modified: 2023-01-30  

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