高齢者の歩行能力改善のためのバイオフィードバックシステムの開発と応用

2009 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 21500584
• Research Institution: The University of Electro-Communications
• Principal Investigator: 岡田 英孝 The University of Electro-Communications, 電気通信学部, 准教授 (20303018)
• Keywords: スポーツバイオメカニクス / 歩行動作分析

Research Abstract

本研究では,これまでに蓄積した300人以上の成人男女のキネマティクスおよびキネティクスに基づき,足関節トルクパワーと地面反力ベクトル,地面反力作用点および下肢関節キネマティクスの関係を明らかにし,下肢関節キネマティクスから足関節トルクパワーの推定を試みること,また,一定以上の足関節トルクパワー(推定値)が得られた際に歩行者に音もしくは光で知らせる機構を有するシステムを構築することにより,歩行者へのリアルタイムでのフィードバックを実現させることを目的とする.
本年度は歩行動作フィードバックシステムの構築を試みた.リアルタイムに下肢のキネマティクス情報を得るためにジャイロセンサ1個,ゴニオメータ3個,フットスイッチ1個からなる下肢動作計測システムを構築し,計測妥当性について検証を行った.本システムを装着した被験者1名(24歳男性)にトレッドミル上で4種類の速度(30,60,90,120m/min)での歩行を行わせ,同時に高速度ビデオカメラを用いて毎秒100コマ,露出時間1/500秒で歩行動作を撮影した.映像および下肢動作計測システムから得られた下肢のキネマティクスを比較したところ,速度により多少の変化はあるが,本システムから画像ディジタイズ法とほぼ同等のデータを算出できることが分かった.以上のことから,本システムを用いることにより,歩行中の下肢動作を空間の制限なく長時間計測することが可能であることが示唆された.また,本システムから得られる情報をリアルタイムに歩行者に提示することにより,歩行動作の学習に有用な歩行動作フィードバックシステムを構築できることが示された.今後はフィードバックシステムの改良と有用性の検証を行っていく予定である.

Research Products

• [Journal Article] 身体部分慣性特性が走動作に及ぼす影響-日本人およびケニア人一流長距離ランナーの比較- (2009)
  • Author(s): 岡田英孝, 阿部敏之, 榎本靖士, 渋谷俊浩, 高松潤二, 横澤俊治
  • Journal Title: ランニング学研究 21(1) Pages: 63-65
• [Journal Article] ケニア人と日本人のランニングフォームの比較 (2009)
  • Author(s): 榎本靖士, 横澤俊治, 岡田英孝, 渋谷俊浩
  • Journal Title: ランニング学研究 21(2) Pages: 39-44
• [Presentation] Regression analysis of walking parameters for the age predictive equation (2009)
  • Author(s): Kikkawa, K., Okada, H., Mori, T.
  • Organizer: Strategies for Engineered Negligible Senescence(SENS), Fourth Conference
  • Place of Presentation: Cambridge, England
  • Year and Date: 20090900
• [Presentation] 光学式3次元人体形状計測装置および3次元CADソフトを用いた身体部分慣性係数の算出 (2009)
  • Author(s): 阿部敏之, 横澤俊治, 高松潤二, 岡田英孝
  • Organizer: 第30回バイオメカニズム学術講演会(SOBIM 2009)
  • Place of Presentation: 北海道大学理工学部(北海道)
  • Year and Date: 2009-11-15
• [Presentation] Segment inertial properties of Japanese and Kenyan elite male distance runners determined by three-dimensional body scanner (2009)
  • Author(s): Okada, H., Abe, T., Enomoto, Y., Shibutani, T., Takamatsu, J., Yokozawa, T.
  • Organizer: XXIInd Congress of the International Society of Biomechanics
  • Place of Presentation: Cape Town, South Africa
  • Year and Date: 2009-07-08
• [Presentation] Running economy and running mechanics for Kenyan and Japanese elite runners (2009)
  • Author(s): Enomoto, Y., Yokozawa, T., Okada, H., Shibutani, T., Okazaki, K., Morioka, Y., Maegawa, T., Takamatsu, J., Takahashi, H., Sugita, M.
  • Organizer: XXIInd Congress of the International Society of Biomechanics
  • Place of Presentation: Cape Town, South Africa
  • Year and Date: 2009-07-08
• [Presentation] Toe clearance variability during walking in older Japanese stroke patients (2009)
  • Author(s): Shimura, Y., Okada, H., Sakai, T., Hayashi, Y., Okawara, K., Numao, S., Katayama, Y., Tanaka, K.
  • Organizer: The 56th ACSM Annual Meeting
  • Place of Presentation: Seattle, USA
  • Year and Date: 2009-05-28
• [Presentation] ヒトの歩行における足趾と下肢関節の機能 (2009)
  • Author(s): 平澤正輝, 片野広大, 岡田英孝, 下条誠
  • Organizer: ロボティクス・メカトロニクス講演会2009(ROBOMEC 2009 in FUKUOKA)
  • Place of Presentation: 福岡国際会議場(福岡県)
  • Year and Date: 2009-05-26
• [Remarks]
  • URL: http://www.hb.mce.uec.ac.jp/