Development of a sensorless posture/motion balance evaluation system using video image processing

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K21754
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 59:Sports sciences, physical education, health sciences, and related fields
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: Tateuchi Hiroshige 京都大学, 医学研究科, 准教授 (60432316)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 太田 恵 関西医科大学, リハビリテーション学部, 准教授 (30715941) ; 市橋 則明 京都大学, 医学研究科, 教授 (50203104)
• Project Period (FY): 2020-07-30 – 2024-03-31
• Keywords: 姿勢 / バランス / 画像解析 / リハビリテーション / スポーツ

Outline of Final Research Achievements

In this research project, we conducted image processing on video images taken with a video camera to detect body sway and joint motion, regarding abnormal posture and decreased balance ability, which are problems in elderly people and patients with diseases. This research was conducted with the aim of developing a new assessment system.
First, we verified whether it is possible to evaluate static balance (balance while standing on one leg) and dynamic balance (balance when jump landing) using only video images. We observed a tendency for the overall body sway score calculated by video image analysis (frame difference method) to be correlated with the CoP sway measured by a force plates, and it was found that static and dynamic balance can be measured by video image analysis.

Free Research Field

理学療法

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

動作の障害は、高齢者や有疾患患者において、要支援・介護のリスクや生活の質を低下させる主たる原因となるため、その評価はリハビリテーションにおいて必須である。しかし、動作評価システムは一般に大型、高額であり、リハビリテーション現場や地域などにおいて、十分な評価が行えていなかった。
本研究により、静的・動的バランスの評価が動画像を用いたシステムにより可能であることが示された。このような動画像を用いた動作解析システムは、上記の課題を克服するための重要な成果であり、今後、リハビリテーション現場や地域での評価、あるいはスポーツ現場での評価などにに実装されることが期待される。