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Development of a treadmill for walk rehabilitation equipped with a rotatable chest supporting pad

Research Project

Project/Area Number 21K12777
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 90150:Medical assistive technology-related
Research InstitutionKindai University

Principal Investigator

Huang Jian  近畿大学, 工学部, 教授 (10282956)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 小谷内 範穗  近畿大学, 工学部, 教授 (50357034)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2023: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2022: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Keywords歩行訓練 / 歩行リハビリテーション / 歩行トレーニング / 歩行アシスト / 歩行支援 / 歩行計測 / 歩行リハビリテーション機器 / 歩行評価
Outline of Research at the Start

脳卒中や脊髄損傷患者の歩行訓練機器のほとんどは利用者の下肢部に注目し、下肢部だけの反復運動を行うものである。しかしながら、人間の歩行運動は上半身と下肢部とのバランスを取りながらリズム的な連動によって成り立っており、この観点から、下肢部だけの反復運動を行う従来の方法は自立歩行をめざす訓練手法として十分とは言えない。一方、申請者らは1自由度回転機構付きの胸部支持パッドを有する歩行車を試作し、そのアシスト効果を定量的に評価した。これまでの研究成果を活かして、本研究は、回転可能な胸部支持パッドを有するトレッドミル型歩行リハビリテーション機器の開発を行い、その効果を検証する。

Outline of Final Research Achievements

In this study, we developed a novel treadmill-type walking rehabilitation device featuring a rotatable chest pad, aiming to enhance the rhythmic coordination for a walking motion between the user's upper body and lower limbs. Walk measurements at various treadmill speeds were conducted to evaluate its effectiveness. Analysis results revealed that the rotation mechanism integrated into the chest pad induces a natural swing in the user's upper body during walking, thereby aiding the user's walking movements.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

脳卒中や病気で立位歩行が困難となった方に対して免荷式トレッドミルによる下肢部の反復運動だけのリハビリテーションが臨床的に広く使われている。しかしながら、人間の歩行は上半身と下肢部のバランスをとれた連動効果による身体運動という視点から、従来の手法は利用者の自立歩行を目指す訓練手法として十分とは言えない。本研究で開発された回転可能な胸部支持パッドを有するトレッドミル型歩行リハビリテーション機器は、市販の機器と同様に免荷式でありながら、利用者の上半身と下肢部のリズム的な連動を図ることで、歩行者の自立歩行を目指す歩行再建を期待できる。

Report

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

    (13 results)

All 2024 2023 2022 2021

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (11 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results)

  • [Journal Article] Development of a Novel Rollator Equipped with a Motor-Driven Chest Support Pad and Investigation of its Effectiveness2022

    • Author(s)
      Huang Jian、Faculty of Engineering, Kindai University 1 Takaya Umenobe, Higashi-Hiroshima City, Hiroshima 739-2116, Japan、Koyachi Noriho
    • Journal Title

      Journal of Robotics and Mechatronics

      Volume: 34 Issue: 6 Pages: 1329-1337

    • DOI

      10.20965/jrm.2022.p1329

    • ISSN
      0915-3942, 1883-8049
    • Year and Date
      2022-12-20
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Measurements and Analyses of Walk Using a Novel Rollator Equipped with a Rotatable Chest Pad2022

    • Author(s)
      Huang, J., Ashida, H., He, Y., Koyachi, N., Harada, T.
    • Journal Title

      Journal of Robotics and Mechatronics

      Volume: 34 Issue: 1 Pages: 18-27

    • DOI

      10.20965/jrm.2022.p0018

    • NAID

      130008161755

    • ISSN
      0915-3942, 1883-8049
    • Year and Date
      2022-02-20
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Lower Limb Motion Measurements During Walking by Setting Rotation Angle and Period of the Motor for Driving the Chest Pad of a Rollator2024

    • Author(s)
      Xiaoke Jiang, Shaozhe Zong, Jian Huang
    • Organizer
      2024 4th International Symposium on Intelligent Robotics and Systems (ISoIRS 2024)
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 回転型胸部支持パッドつきトレッドミル訓練機による歩行の測定と解析2023

    • Author(s)
      大屋樹輝,菅井莉人,黄健,小谷内範穗
    • Organizer
      日本機械学会ロボットメカトロニクス部門講演会'23
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 歩行車の駆動型胸部支持パッドの回転制御による下肢部運動の影響解析2023

    • Author(s)
      蒋暁珂,多田尚生,宗紹喆,黄健,小谷内範穗
    • Organizer
      日本機械学会ロボットメカトロニクス部門講演会'23
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 駆動型胸部支持パッドを有する歩行車を用いた歩行測定2023

    • Author(s)
      蒋暁珂,多田 尚生,宗紹喆,黄健,小谷内範穂
    • Organizer
      日本機械学会中国四国支部第53回学生員卒業研究発表講演会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] トレッドミル型歩行訓練機に利用する駆動型回転支持パッドの試作2023

    • Author(s)
      大屋樹輝,菅井莉人,黄健,小谷内範穂
    • Organizer
      日本機械学会中国四国支部第53回学生員卒業研究発表講演会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] Development of A Walking Rehabilitation Treadmill System By Using A Rotary Chest Pad2022

    • Author(s)
      Huang, J., Terado, T., Horaguchi, S., Ohashi, Y., Aota, A., Mukai, K., Koyachi, N.
    • Organizer
      World Congress on Medical Physics and Biomedical Engineering (IUPESM2022)
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 回転可能な胸部支持パッドを備えた歩行訓練トレッドミルシステムの開発2022

    • Author(s)
      黄 健,寺戸友哉,大橋勇介,向井敬太,小谷内範穗
    • Organizer
      日本機械学会ロボットメカトロニクス部門講演会'22
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 駆動型支持パッドを用いた歩行計測と解析2022

    • Author(s)
      宗紹喆,黄健,小谷内範穗
    • Organizer
      第23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(SI2022)
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] Development of a Walking Rehabilitation Treadmill System Using a Rotary Chest Pad2022

    • Author(s)
      Jian Huang, Tomoya Terado, Shogo Horaguchi, Yousuke Ohashi, Ayumu Aota, Keita Mukai, Noriho Koyachi
    • Organizer
      IUPESM WORLD CONGRESS 2022
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 駆動型支持パッドを有する歩行車の計測制御系の構築2021

    • Author(s)
      向井敬太,宮本空,阿部凌輔,黄健,小谷内範穂
    • Organizer
      日本機械学会ロボットメカトロニクス部門講演会2021
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 回転型胸部支持パッドを有する歩行訓練トレッドミルシステムの試作2021

    • Author(s)
      寺戸友哉,向井敬太,黄 健,小谷内 範穗
    • Organizer
      第22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(SI2021)
    • Related Report
      2021 Research-status Report

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Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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