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Development of a sensorless posture/motion balance evaluation system using video image processing

Research Project

Project/Area Number 20K21754
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Medium-sized Section 59:Sports sciences, physical education, health sciences, and related fields
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

Tateuchi Hiroshige  京都大学, 医学研究科, 准教授 (60432316)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 太田 恵  関西医科大学, リハビリテーション学部, 准教授 (30715941)
市橋 則明  京都大学, 医学研究科, 教授 (50203104)
Project Period (FY) 2020-07-30 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2020: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Keywords姿勢 / バランス / 画像解析 / リハビリテーション / スポーツ
Outline of Research at the Start

本研究課題では、リハビリテーション領域やスポーツ領域、一般高齢者を対象とした運動機能の評価として必須のバランス能力評価に焦点を当て、計測上の問題点(高額、煩雑、特殊環境)を根本的に解決し、かつ、現場への導入を見越した革新的な姿勢・動作バランス評価システムを開発する。当該システムはセンサレスであり、一般的なビデオカメラで撮影した動画像に対して画像処理を行い身体の動揺を検出するものである。新たに開発する手法は、極めて安価で容易に計測・評価ができるため、広く、普及する可能性を有している。評価結果はリアルタイムにフィードバック可能であり、新たなバランストレーニング機器の開発につながる可能性もある。

Outline of Final Research Achievements

In this research project, we conducted image processing on video images taken with a video camera to detect body sway and joint motion, regarding abnormal posture and decreased balance ability, which are problems in elderly people and patients with diseases. This research was conducted with the aim of developing a new assessment system.
First, we verified whether it is possible to evaluate static balance (balance while standing on one leg) and dynamic balance (balance when jump landing) using only video images. We observed a tendency for the overall body sway score calculated by video image analysis (frame difference method) to be correlated with the CoP sway measured by a force plates, and it was found that static and dynamic balance can be measured by video image analysis.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

動作の障害は、高齢者や有疾患患者において、要支援・介護のリスクや生活の質を低下させる主たる原因となるため、その評価はリハビリテーションにおいて必須である。しかし、動作評価システムは一般に大型、高額であり、リハビリテーション現場や地域などにおいて、十分な評価が行えていなかった。
本研究により、静的・動的バランスの評価が動画像を用いたシステムにより可能であることが示された。このような動画像を用いた動作解析システムは、上記の課題を克服するための重要な成果であり、今後、リハビリテーション現場や地域での評価、あるいはスポーツ現場での評価などにに実装されることが期待される。

Report

(5 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (14 results)

All 2023 2022 2021 2020 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (8 results) (of which Invited: 7 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] 運動器疾患患者における歩行評価のこれまでとこれから2023

    • Author(s)
      建内宏重
    • Journal Title

      香川県理学療法士学会誌

      Volume: 28 Pages: 3-7

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Journal Article] 運動器疾患患者に対するこれからの理学療法を展望する2023

    • Author(s)
      建内宏重
    • Journal Title

      理学療法

      Volume: 40 Pages: 14-26

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Journal Article] Validity of the frame subtraction method in dynamic postural stability2022

    • Author(s)
      Ota M, Tateuchi H, Hashiguchi T, Fujiwara K, Sasaki A, Okumura K, Ichihashi N
    • Journal Title

      BMC Sports Science, Medicine and Rehabilitation

      Volume: 14 Issue: 1 Pages: 174-174

    • DOI

      10.1186/s13102-022-00570-7

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Verification of criterion-related validity of the evaluation method of postural stability using the frame subtraction method2020

    • Author(s)
      Megumi Ota, Hiroshige Tateuchi, Takaya Hashiguchi, Yasuhiro Ogino, Noriaki Ichihashi
    • Journal Title

      Journal of Biomechanics

      Volume: 109 Pages: 109958-109958

    • DOI

      10.1016/j.jbiomech.2020.109958

    • NAID

      120007006228

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 運動器疾患患者の歩行に対する多角的理学療法戦略2023

    • Author(s)
      建内宏重
    • Organizer
      第28回香川県理学療法士学会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 変形性関節症の理学療法を拓く2023

    • Author(s)
      建内宏重
    • Organizer
      第25回山梨県理学療法士会学術集会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 運動器疾患における歩行障害の評価と治療2023

    • Author(s)
      建内宏重
    • Organizer
      鹿児島県理学療法士会研修会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 運動器理学療法において“動き”をみる意義とその未来2023

    • Author(s)
      建内宏重
    • Organizer
      第36回中国ブロック理学療法士学会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 変形性関節症の理学療法におけるunmet needs2023

    • Author(s)
      建内宏重
    • Organizer
      第39回東海北陸理学療法学術大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 運動器疾患予防のための動作解析手法の開発2021

    • Author(s)
      太田恵, 建内宏重, 市橋則明
    • Organizer
      第48回日本臨床バイオメカニクス学会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 中高齢者の関節疾患に対する理学療法2021

    • Author(s)
      建内宏重
    • Organizer
      第61回近畿理学療法学術大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] フレーム差分法 によるジャンプ着地時におけるバランス評価の妥当性の検証2021

    • Author(s)
      藤原花恋, 太田恵, 建内宏重, 奥村輝石, 佐々木彩乃, 橋口昂矢, 市橋則明
    • Organizer
      第26回日本基礎理学療法学会学術大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Remarks] 臨床バイオメカニクス研修室_業績

    • URL

      http://clin-biomech.hs.med.kyoto-u.ac.jp/achievements/

    • Related Report
      2023 Annual Research Report 2022 Research-status Report
  • [Remarks] 臨床バイオメカニクス研究室

    • URL

      http://clin-biomech.hs.med.kyoto-u.ac.jp/

    • Related Report
      2020 Research-status Report

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Published: 2020-08-03   Modified: 2025-01-30  

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