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2008 Fiscal Year Annual Research Report

水素吸蔵合金アクチュエータを利用した関節可動域訓練システムに関する生体工学的研究

Research Project

Project/Area Number 18300191
Research InstitutionNational Institute of Advanced Industrial Science and Technology

Principal Investigator

井野 秀一  National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, 人間福祉医工学研究部門, 主任研究員 (70250511)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 佐藤 満  昭和大学, 医療保健学部, 准教授 (10300047)
山下 和彦  東京医療保健大学, 医療保健学部, 准教授 (00370198)
中島 佐和子  慶應義塾大学, 理工学部, 助教 (40453542)
広田 光一  東京大学, 新領域創成科学研究科, 准教授 (80273332)
田中 敏明  東京大学, 先端科学技術研究センター, 特任教授 (40248670)
Keywordsアクチュエータ / 水素吸蔵合金 / リハビリテーション / バーチャルリアリテ / 生物・生体工学 / 福祉工学 / 関節可動域訓練 / 介助支援
Research Abstract

高齢者を突然襲う脳血管障害,交通事故等による骨折,テニスやスキーなどによるスポーツ障害で関節運動障害を抱えてしまう人たちが増加している現代社会では,いつでもどこでも患者自身が手軽に医師や理学療法士等の指導のもとで,安全かつ効果的な運動器リハビリのできるポータブルな関節機能訓練システムへの期待は大きい.しかし,現状では,電動式モータを利用したタイプはいくつか存在するが,人間に生来備わる柔らかな動きや装着性を十分に考慮した生体適合性に優れる装置は見あたらない.そこで,私たちは生体機能と生活環境を考慮した関節機能訓練システムを実現するために,ヒトの関節運動特性などを生体工学や臨床運動学の立場から調べながら,水素吸蔵合金などの新素材を応用したリハビリ向けの新しいソフトアクチュエータの開発に取り組んでいる.本年度は,昨年度に引き続き,関節リハビリや褥瘡予防の対象となる部位の身体運動効果に関する基礎研究を行った.その結果,自動・他動に拘わらず,足趾関節のゆっくりとした屈曲・伸展の往復運動によって,外果・足首・母趾の付け根の褥瘡好発部位で血流増加が観察された.また,関節拘縮や褥瘡と共に高齢者のQOLへの影響が大きい転倒の定量的リスク評価のための基礎研究も行った.その結果,従来の重心動揺のパラメータ(軌跡長や面積)に比べて,時間成分を考慮した拡散分析(SDA)法に基づくパラメータが転倒リスク推定に有効な指標であることが示唆された.応用研究としては,関節リハビリ向けの小型・軽量・柔軟なデバイスとしてデザインしている水素吸蔵合金アクチュエータの実用性向上を目指す素材に関する調査研究を実施し,食品パッケージ向けのラミネートフィルム材が安価で比較的安定した水素バリア性を具備することを確認した.さらに,これらを利用して足趾関節運動支援システムの簡易試作版を製作した.

  • Research Products

    (34 results)

All 2009 2008

All Journal Article (15 results) (of which Peer Reviewed: 9 results) Presentation (19 results)

  • [Journal Article] Development of a Soft Metal Hydride Actuator Using a Laminate Bellows for Rehabilitation Systems2009

    • Author(s)
      S.Ino, M.Sato, M.Hosono, T.Izumi
    • Journal Title

      Sensors and Actuators : B.Chemical B-136

      Pages: 86-91

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A Soft Metal Hydride Actuator Using LaNi5 Alloy and a Laminate Film Bellows2009

    • Author(s)
      S.Ino, M.Sato, M.Hosono, S.Nakajima, K.Yamashita, T.Tanaka, T.Izumi
    • Journal Title

      Proceedings of the 2009 IEEE International Conference on Industrial Technology (CD-ROM)

      Pages: 1215-1220

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Surplus Heat Drive Actuators using MH Alloys for Assistive Devices2009

    • Author(s)
      M.Sato, M.Hosono, S.Nakajima, K.Yamashita, T.Izumi, S.Ino
    • Journal Title

      Proceedings of the 2009 IEEE International Conference on Industrial Technology (CD-ROM)

      Pages: 1138-1143

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A data compression method for impulse response deformation model2009

    • Author(s)
      Kazuyoshi Tagawa, Koichi Hirota, Michitaka Hirose
    • Journal Title

      Proceedings of World Haptics 2009 (CD-ROM)

      Pages: 428-433

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] CUDAによる仮想柔軟物体の変形表現の検討2009

    • Author(s)
      李志成, 田川和義, 広田光一
    • Journal Title

      日本バーチャルリアリティ学会力触覚の提示と計算研研究会予稿集 HDC-01

      Pages: 19-20

  • [Journal Article] Prototype Design of a Wearable Metal Hydride Actuator Using a Soft Bellows for Motor Rehabilitation2008

    • Author(s)
      S.Ino, M.Sato, M.Hosono, S.Nakajima, K.Yamashita, T.Tanaka, T.Izumi
    • Journal Title

      Proceedings of the 30th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (CD-ROM)

      Pages: 3451-3454

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Psychophysical Measurement of Multiple Tactile Sensations Using a Broadband Vibrotactile Display2008

    • Author(s)
      S.Ino, T.Homma, T.Izumi
    • Journal Title

      Proceedings of Second International Symposium on UniversalCommunication (CD-ROM)

      Pages: 274-280

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Design of a Rehabilitation Device using a Metal Hydride Actuator to Assist Movement of Toe Joints2008

    • Author(s)
      M.Hosono, S.Ino, M, Sato, K.Yamashita, T.Izumi, T.Ifukube
    • Journal Title

      Proceedings of the 3rd Asia International Symposium on Mechatronics (CD-ROM)

      Pages: 473-476

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Presentation of force-motion relationship by inertial force display2008

    • Author(s)
      K.Hirota, S.Sasaki, Y.Sekiguchi
    • Journal Title

      Proceedings of EuroHaptics 2008 (CD-ROM)

      Pages: 567-572

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Surface Contact Interaction with Dynamically Deformable Object using Impulse-based Approach2008

    • Author(s)
      田川和義, 広田光一, 廣瀬通孝
    • Journal Title

      Proceedings of EuroHaptics 2008 (CD-ROM)

      Pages: 675-680

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Inertial force display-concept and implementation2008

    • Author(s)
      広田光一, 関口裕一郎
    • Journal Title

      Proceedings of Second International Symposium on Universal Communication (CD-ROM)

      Pages: 281-284

  • [Journal Article] ヒトと触れるアクチュエータとの邂逅2008

    • Author(s)
      井野秀一
    • Journal Title

      日本バーチャルリアリティ学会誌 13

      Pages: 70-71

  • [Journal Article] 水素吸蔵合金アクチュエータの基礎と応用-ヒトへの親和性に富んだ動力源としての福祉機器への応用-2008

    • Author(s)
      佐藤満, 井野秀一
    • Journal Title

      日本バーチャルリアリティ学会誌 13

      Pages: 91-95

  • [Journal Article] インパルス応答変形モデルのための柔らかさ情報の圧縮手法の検討2008

    • Author(s)
      田川和義, 広田光一, 廣瀬通孝
    • Journal Title

      ヒューマンインタフェース学会研究報告集 10

      Pages: 63-66

  • [Journal Article] 「振ってみる」インタフェース2008

    • Author(s)
      広田光一, 関口裕一郎
    • Journal Title

      情報処理学会研究報告 HCI-106

      Pages: 7-10

  • [Presentation] A data compression method for impulse response deformation model2009

    • Author(s)
      田川和義, 広田光一, 廣瀬通孝
    • Organizer
      2009 World Haptics Conference
    • Place of Presentation
      Salt Lake City(USA)
    • Year and Date
      2009-03-18
  • [Presentation] 足趾関節運動リハビリのための水素吸蔵合金アクチュエータの開発研究2009

    • Author(s)
      細野美奈子, 井野秀一, 佐藤満, 山下和彦, 泉隆, 伊福部達
    • Organizer
      日本VR医学会VRリハビリテーション研究委員会第1回フレッシャーズ研究表会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2009-03-13
  • [Presentation] Surplus Heat Drive Actuators using MH Alloys for Assistive Devices2009

    • Author(s)
      M.Sato, M.Hosono, S.Nakajima, K.Yamashita, T.Izumi, S.Ino
    • Organizer
      IEEE ICIT 2009
    • Place of Presentation
      Melbourne(Australia)
    • Year and Date
      2009-02-12
  • [Presentation] A Soft Metal Hydride Actuator Using LaNi5 Alloy and a Laminate Film Bellows2009

    • Author(s)
      S.Ino, M.Sato, M.Hosono, S.Nakajima, K.Yamashita, T.Tanaka, T.Izumi
    • Organizer
      IEEE ICIT 2009
    • Place of Presentation
      Melbourne(Australia)
    • Year and Date
      2009-02-11
  • [Presentation] Psychophysical Measurement of Multiple Tactile Sensations Using a Broadband Vibrotactile Display2008

    • Author(s)
      S.Ino, T.Homma, T.Izumi
    • Organizer
      ISUC 2008
    • Place of Presentation
      Osaka(Japan)
    • Year and Date
      2008-12-16
  • [Presentation] Inertial force display-concept and implementation2008

    • Author(s)
      広田光一, 関口裕一郎
    • Organizer
      ISUC 2008
    • Place of Presentation
      Osaka(Japan)
    • Year and Date
      2008-12-16
  • [Presentation] ソフトMHアクチュエータの足趾関節の運動リハビリシステムへの応用2008

    • Author(s)
      細野美奈子, 井野秀一, 佐藤満, 山下和彦, 泉隆, 伊福部達
    • Organizer
      計測自動制御学会第9回システムインテグレーション部門講演会(SI2008)
    • Place of Presentation
      岐阜
    • Year and Date
      2008-12-06
  • [Presentation] 幼稚園児・小学生の足部機能の計測と発達支援2008

    • Author(s)
      山下和彦, 今泉一哉, 岩上優美
    • Organizer
      第67回日本公衆衛生学会総会
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      2008-11-06
  • [Presentation] 足趾の関節運動リハビリのための柔らかなMHアクチュエータの開発2008

    • Author(s)
      細野美奈子, 井野秀一, 佐藤満, 山下和彦, 泉隆, 伊福部達
    • Organizer
      第29回バイオメカニズム学術講演会(SOBIM2008)
    • Place of Presentation
      東広島
    • Year and Date
      2008-10-26
  • [Presentation] インパルス応答変形モデルのための柔らかさ情報の圧縮手法の検討~圧縮率の向上2008

    • Author(s)
      田川和義, 広田光一, 廣瀬通孝
    • Organizer
      日本VR学会第13回大会
    • Place of Presentation
      生駒
    • Year and Date
      2008-09-24
  • [Presentation] 振り子の慣性力を利用した力覚ディスプレイの検討2008

    • Author(s)
      関口裕一郎, 広田光一
    • Organizer
      日本VR学会第13回大会
    • Place of Presentation
      生駒
    • Year and Date
      2008-09-24
  • [Presentation] ソフトMHアクチュエータを用いた足趾の関節運動リハビリ機器の試作2008

    • Author(s)
      細野美奈子, 井野秀一, 佐藤満, 山下和彦, 泉隆, 伊福部達
    • Organizer
      ヒューマンインタフェースシンポジウム2008(HI2008)
    • Place of Presentation
      大阪
    • Year and Date
      2008-09-03
  • [Presentation] Design of a Rehabilitation Device using a Metal Hydride Actuator to Assist Movement of Toe Joints2008

    • Author(s)
      M.Hosono, S.Ino, M, Sato, K.Yamashita, T.Izumi, T.Ifukube
    • Organizer
      AISM 2008
    • Place of Presentation
      Sapporo(Japan)
    • Year and Date
      2008-08-29
  • [Presentation] Prototype Design of a Wearable Metal Hydride Actuator Using a Soft Bellows for Motor Rehabilitation2008

    • Author(s)
      S.Ino, M.Sato, M.Hosono, S.Nakajima, K.Yamashita, T.Tanaka, T.Izumi
    • Organizer
      IEEE EMBC 2008
    • Place of Presentation
      Vancouver(Canada)
    • Year and Date
      2008-08-22
  • [Presentation] Presentation of force-motion relationship by inertial force display2008

    • Author(s)
      K.Hirota, S.Sasaki, Y.Sekiguchi
    • Organizer
      EuroHaptics 2008
    • Place of Presentation
      Madrid(Spain)
    • Year and Date
      2008-06-10
  • [Presentation] Surface Contact Interaction with Dynamically Deformable Object using Impulse-based Approach2008

    • Author(s)
      田川和義, 広田光一, 廣瀬通孝
    • Organizer
      EuroHaptics 2008
    • Place of Presentation
      Madrid(Spain)
    • Year and Date
      2008-06-10
  • [Presentation] SDA法による高齢者の転倒リスク指標の構築2008

    • Author(s)
      山下和彦, 岩上優美, 今泉一哉, 井野秀一, 川澄正史, 伊福部達
    • Organizer
      日本生体医工学会第47回大会
    • Place of Presentation
      神戸
    • Year and Date
      2008-05-08
  • [Presentation] 高齢者の健康支援のための生体モニタリングシステムの活用2008

    • Author(s)
      今泉一哉, 岩上優美, 山下和彦
    • Organizer
      日本生体医工学会第47回大会
    • Place of Presentation
      神戸
    • Year and Date
      2008-05-08
  • [Presentation] 筋電図を用いた足部ケアによる高齢者の歩行機能改善効果の解析2008

    • Author(s)
      野本洋平, 山下和彦, 宮川晴妃, 小山裕徳, 川澄正史
    • Organizer
      日本生体医工学会第47回大会
    • Place of Presentation
      神戸
    • Year and Date
      2008-05-08

URL: 

Published: 2011-06-16   Modified: 2016-04-21  

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