Development and evaluation of a wearable device for improvement of compensatory movements during walking and running with a trans-femoral prosthsis

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K11308
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 59010:Rehabilitation science-related
• Research Institution: Toyo University (2020-2022); Niigata University of Health and Welfare (2019)
• Principal Investigator: KATSUHIRA JUNJI 東洋大学, 福祉社会デザイン学部, 教授 (00383117)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 四津 有人 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (30647368) ; 郷 貴博 新潟医療福祉大学, リハビリテーション学部, 講師 (10782675) ; 高橋 素彦 東洋大学, 東洋大学ライフデザイン研究所, 客員研究員 (30734058) ; 東江 由起夫 新潟医療福祉大学, リハビリテーション学部, 教授 (90460328)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: バイオメカニクス / 装着型機器 / 義足歩行 / フィードバック

Outline of Final Research Achievements

The purpose of this study is to develop a wearable device that can modify the alignment of the trunk and pelvis during the walking of a transfemoral amputee by giving feedback on these segments and verifying their effect. As a method, we measured the gait of the transfemoral amputee and analyzed the compensatory movements occurring in the pelvis and trunk. Based on the results of the analysis, we developed a wearable device that has a weaker corrective force than normal trunk braces and is capable of providing feedback on the pelvis and the trunk. The developed wearable device was worn on 10 transfemoral amputees, and the effect was evaluated using a three-dimensional motion analysis system.

Free Research Field

人間工学　バイオメカニクス

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

大腿切断者の歩行分析のデータに基づいた装着型フィードバック機器とアプリを製作することができ，開発した機器が大腿切断者の歩行時の体幹と骨盤の三次元的な運動学に変化を与えることがわかった．今回は大腿切断者を対象として研究を行ったが，本システムは他の体幹や骨盤に異常や代償がみられる疾患についても活用できる可能性がある．機能を整理した上で本システムを実用化したいと考えており，その可能性は高いと考えている．