2003 Fiscal Year Annual Research Report
不完全麻痺者の歩行訓練システム構築のための基礎研究
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14780659
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Research Institution | Miyagi National College of Technology |
Principal Investigator |
古瀬 則夫 宮城工業高等専門学校, 電気工学科, 助教授 (30249734)
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Keywords | 不完全麻痺患者 / 歩行訓練システム / センサシステム / 加速度計 / ジャイロスコープ / 衝撃センサ / ゴニオメータ / 立脚期と遊脚期 |
Research Abstract |
不完全対麻痺患者のための歩行訓練システムは,歩行訓練中の下肢の状態を計測し,歩行改善に有用な情報を麻痺者に呈示して,歩行訓練をサポートするシステムである.本研究では,それら歩行訓練システムを構成するセンサシステムの構築および波形処理方法の確立を目的として,健常者における歩行動作を測定し,脚部に取り付けた各センサから得られるデータを解析した. 歩行動作を計測するセンサシステムは,下腿に装着した1個の2軸加速度計(ワコー,PRG高感度用),大腿,下腿,足背に装着した3個の1軸圧電式ジャイロスコープ(村田製作所,ENC-03J),踵付近に装着した1個の衝撃センサ(村田製作所,PKS1-4A1)から構成される.また,参照データを得るため,ゴニオメータにより膝と足関節の角度を,爪先と踵に装着したアルミ箔と床上のアルミ板との接触状態により足の接地のタイミングを計測した. 3名の健常者においてアルミ板上での歩行実験を行い,各センサから得られたデータを解析した.その結果,ジャイロスコープ間の出力の差分により得られる関節角速度を数値積分し,膝と足関節の関節角度を求めたところ,ゴニオメータの出力を高い精度の近似が得られた.さらに,ジャイロスコープの装着位置を変化させ得られたデータの定量的な評価を行ったところ,適切にセンサを装着することにより高い精度で膝と足関節角度を計測できることが分かった. また,加速度計や衝撃センサを用いることにより,立脚期と遊脚期の識別や,立脚期における足底の接地状態を認識することが可能であり,床に非接触で安定して歩行期を識別できる小型センサを構築できることが分かった.さらに,ジャイロスコープや加速度計にみられるパルス状の出力波形の振幅値や発生タイミングを解析することにより,歩行能力を評価し,歩行訓練に有用な情報を呈示できることが分かった.
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Research Products
(3 results)
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[Publications] 古瀬則夫, 渡辺高志, Imre CIKAJLO, Tadej BAJD, 星宮望: "不完全対麻痺患者のための歩行動作再学習システムの開発 -歩行動作計測システムの基礎的検討-"第42回日本ME学会大会,医用電子と生体工学. 41巻特別号. 230 (2003)
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[Publications] Norio Furuse, Takashi Watanabe, Imre Cikajlo, Tadej Bajd, Nozomu Hoshimiya: "Gait Re-education System for Incomplete Spinal Cord Injured Patients - Development of Gait Measurement System -"8th Annual Conference of the International Functional Electrical Stimulation Society. 198-201 (2003)
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[Publications] 古瀬則夫, 渡辺高志, 星宮望: "不完全対麻痺患者のための歩行動作再学習システムの開発-圧電式ジャイロスコープによる脚部関節角度の計測-"第10回日本FES研究会学術講演会講演論文集. 17-20 (2003)