2016 Fiscal Year Research-status Report
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15K12616
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| Research Institution | National Rehabilitation Center for Persons with Disabilities |
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Principal Investigator |
高嶋 淳 国立障害者リハビリテーションセンター(研究所), 研究所 福祉機器開発部, 研究員 (90711284)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
白銀 暁 国立障害者リハビリテーションセンター(研究所), 研究所 福祉機器開発部, 研究室長 (90404764)
佐藤 春彦 北里大学, 医療衛生学部, 准教授 (30274062)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 運動計測 / 重度肢体不自由者 / IMU |
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| Outline of Annual Research Achievements |
重度肢体不自由者に実用可能な運動計測手法を開発するにあたり，本年度は，（１）複数の慣性計測装置（以下，IMU）を同期して記録できる計測システムの試作，（２） 重度肢体不自由者に対する車椅子漕ぎ動作における光学式三次元計測装置とIMUとの同時計測と評価を実施した．
（１）に対し，前年度に得られたIMUを用いた運動計測装置の要求機能および制約条件を基に，これらを満たす最小構成の試作を行った．試作機は超小型のIMU3つからなり，各センサーは柔軟な配線により接続されている．これらのIMUからそれぞれ同時に加速度・角速度が取得できることを確認した．
（２）に対し，重度肢体不自由者として頸髄損傷者の車椅子漕ぎ動作を対象として，試作と同じセンサICを用いたIMUを7つ用い，また，同時に光学式三次元計測装置を用いて同じ対象に対して運動計測を実施しIMUによる運動計測の定性的評価を行った．上半身の各関節ごとにIMUを取付け，それと同じ位置に光学式三次元計測装置の反射マーカを取付け，車椅子用ローラー台上で車椅子漕ぎ動作および通常路面での車椅子走行を被験者に実施してもらい，光学式三次元計測装置と同時計測を実施した．その結果，光学式三次元計測装置のほうが計測精度が高いが，車椅子漕ぎ動作においては体や車椅子の陰になり計測不能になるマーカが多く後処理にも膨大な時間を要した．その結果，重度肢体不自由者の運動計測には，IMUによる計測の方が簡便かつ長時間記録できる本手法が有効であるという示唆を得た．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究は，重度肢体不自由者の運動計測を，介護施設や病院などの臨床現場において医療従事者でも容易に計測可能とする，複数のIMUを連携させた簡便な運動計測システムを構築することを目的とする．
目的を実現するために，前年度に固めた要求機能および制約条件を基に試作を行い，条件に合致する計測が可能であることを示した．
また，学術的研究で運動計測のデファクトスタンダードとして用いられている光学式三次元計測装置と複数のIMUとで，重度肢体不自由者の車椅子使用時の運動計測を実施し，各手法の長所短所を明確にし，IMUを用いた運動計測の有効性と今後の開発指針への示唆を得た．
これらを踏まえ，最終年度での目的達成に向けて，おおむね順調に進展していると考える．
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| Strategy for Future Research Activity |
現在までに，(1)のIMUを用いた運動計測装置の最小構成の試作および，(2)複数のIMUによる運動計測と光学式三次元計測装置による運動計測との同時計測結果を比較することで定性的な評価を実施した．
本年度は，これらの結果を踏まえ試作機に改良を施し，臨床現場での計測・評価検証を実施することとする．
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| Causes of Carryover |
試作検討にIMUを用いた試作機の最小構成による評価検証を優先して実施したために，当初予定していた金額よりも安価になっている．これらの評価検証を踏まえて，臨床現場で使用するバージョンを作製することになるため，その費用を最終年度に繰り越すこととした．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
IMUを3つ以上連携させて動作させるために必要な機器の導入を図り，同時にそれらのデータを補正するためのソフトウエアの作成に使用する．
また，運動計測を実施する際の被験者謝金とする．
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[Presentation] Construction of a Soft Wearable Body Cooling System for Persons with Spinal Cord Injury2017
Author(s)
Atsushi Takashima, Kensuke Sato, Kenta Takizawa, Jun Suzurikawa, Yukiharu Higuchi, Ming Huang, Yoshinori Teshima, Toshiyo Tamura, Daisuke Kurabayashi, Takenobu Inoue, Toru Ogata
Organizer
The 39th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC’17)
Place of Presentation
Jeju Island, Korea
Year and Date
2017-07-11 – 2017-07-15
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