Development of a practical motion measurement method for severely physically handicapped persons

2017 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15K12616
• Research Institution: National Rehabilitation Center for Persons with Disabilities
• 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)
• 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)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: IMU / 運動計測 / 頸髄損傷者

Outline of Annual Research Achievements

最終年度は，本研究での最終目標である，臨床現場での重度肢体不自由者の姿勢計測を実施し，その運用と計測情報の評価を行った．具体的には，重度肢体不自由者を模擬した健常者１名を被験者とした検証実験と模擬対象とした高位頸髄損傷者１名に対して，電動車椅子操作に用いるジョイスティックコントローラの設置位置に対するジョイスティック操作可能範囲を計測を行った．
臨床現場での実用可能性を評価するため，高位頸髄損傷者の運動計測は実験室ではなく，被験者の居住地付近の会議室で実施した．これにより，実験室の外でも準備撤収を含めて十分実用的な姿勢計測が実現可能なことを確認した．
被験者は車椅子に座り，膝の高さに合わせた電動車椅子コントローラのジョイスティックに対して腕を軽く伸ばした状態で握った．このコントローラ位置を基準位置とし，基準位置とそこから前後，左右，上下の8方向に腕の長さの10%分移動させた位置の9位置において，ジョイスティック操作可能範囲がどのように変化するのか計測を行った．ジョイスティック操作方向は，前後左右とそのそれぞれの中間値の8方向をランダムで指示し，ジョイスティックの平均到達位置を取得した．
これにより，本研究で対象とした高位頸髄損傷者は肩の挙上および頸の曲げの2自由度の入力情報を水平平面の2自由度方向への変換する能力があることと，その操作可能範囲を最大化するコントローラ位置があることがわかった．これらの結果より，手動による電動車椅子操作が不可能と思われていた上位頸髄損傷者でも，正しく操作能力を評価することができれば手を用いたジョイスティック操作が可能な場合もあること，またその可能性を定量的に評価できることを示した．
これらをもって，本研究の目的である「重度肢体不自由者に実用可能な運動計測システムの開発」は実現できたと考える．

Research Products

• [Journal Article] Knee extensor strength assessed using a vertical squat and a simple geometric model to calculate joint torque: An evaluation of validity and clinical utility (2018)
  • Author(s): Sato Haruhiko、Kusayanagi Koki、Kondo Yu、Kamide Naoto、Shiba Yoshitaka、Takashima Atsushi
  • Journal Title: Geriatrics & Gerontology International Volume: - Pages: -
  • DOI: 10.1111/ggi.13299
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Wheel chair control skill assessment for the persons with severe physical disabilities (2018)
  • Author(s): Takashima A., Shirogane S., Hoshino M., Iwasaki Y.
  • Organizer: the 2018 World Congress on Medical Physics and Biomedical Engineering
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Evaluation Trial for Characteristics Body Temperature (2018)
  • Author(s): Takashima, A.; Takizawa, K.; Suzurikawa, J.; Higuchi, Y.; Tamura, T.; Kurabayashi, D.; Inoue, T.; Ogata, T.
  • Organizer: the 40th International Engineering in Medicine and Biology Conference
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] ACCURACY OF THREE-DIMENSIONAL STERNAL POSTURE MEASUREMENT USING A RGB-D CAMERA SYSTEM FOR ASSESSMENT OF WHEELCHAIR SEATING: A PILOT STUDY (2017)
  • Author(s): SHIROGANE, S.; TAKASHIMA, A.; HANDA, T. & TANAKA, T.
  • Organizer: ISPO World Congress 2017
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Characterization of the pierce two-node model under exercise load by parameter optimization toward construction of a modified thermal model for persons with spinal cord injury (2017)
  • Author(s): Takizawa, K.; Suzurikawa, J.; Higuchi, Y.; Ming, H.; Tamura, T.; Kurabayashi, D.; Inoue, T.; Ogata, T. & Takashima, A.
  • Organizer: the 39th International Engineering in Medicine and Biology Conference
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Construction of a soft wearable body cooling system for persons with spinal cord injury (2017)
  • Author(s): Takashima, A.; Sato, K.; Takizawa, K.; Suzurikawa, J.; Higuchi, Y.; Huang, M.; Teshima, Y.; Tamura, T.; Kurabayashi, D.; Inoue, T.; Ogata, T.
  • Organizer: the 39th International Engineering in Medicine and Biology Conference
  • Int'l Joint Research