2012 Fiscal Year Research-status Report
ロボット工学とリハ医学の融合ー超小型計測センサと歩行ロボットのリハ医学への応用
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24500616
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Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Tokyo Women's Medical University |
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Principal Investigator |
猪飼 哲夫 東京女子医科大学, 医学部, 教授 (80151249)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
藤江 正克 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (20339716)
ゼッカ マッシミリアーノ 早稲田大学, 理工学術院, 准教授 (30434377)
高西 淳夫 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (50179462)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 生体計測 |
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| Research Abstract |
超小型の超小型生体計測システム (姿勢センサWB-4R)を複数台使用して歩行を計測し解析を行い、本システムの有用性を検討した。
被験者は20、30歳代の健常男性10名である。センサは、大きさ20x17x5.6mm、重量8.2gであり、3軸加速度センサ、3軸ジャイロセンサ、3軸地磁気センサからなる。被験者の第3腰椎後面、両側大腿部外側・下腿部外側・足背の7か所にサポーター・テープで固定した。傾斜角度が0度のトレッドミル上で、時速3km、4km、5kmの歩行速度にて各施行1分間の歩行を計測した。施行回数は各3回ずつで、サンプリング数は200Hzとした。また、6mの自由速度による平地歩行（施行5回）も計測した。一部の被験者では、光学式（赤外線カメラ）との比較や屋外での歩行も計測した。また、高齢者3名に対しても平地歩行、時速2kmでのトレッドミル上歩行を計測した。計測データはCentral boardを介してPCへ送信し、拡張カルマンフィルタを通して座標変換の後、各種分析を行った。
トレッドミル上での歩行において、歩行周期や関節角度変化を捉えることができた。光学式と比べて歩行周期や角度変化に大きな差異はなかった。また、ストライド毎の絶対座標系での、足部のピッチ軸回りの角速度と角度との関係が得られた。平地歩行や屋外歩行、高齢者においても同様に歩行解析が可能であった。
超小型生体計測システム（姿勢センサ）を利用して、歩行解析は可能である。測定場所を限定せず、測定準備も容易で、有用な計測評価法になりえる。本システムで得られる歩行の評価指標も存在する。本システムによる計測法は、ロコモティブシンドローム（運動器症候群）、脳卒中片麻痺患者の評価や、訓練効果の判定などに応用できると考える。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
超小型生体計測センサによる歩行解析システムの研究において、健常若年者を被験者とした研究で、本システムの有用性が確認された。今までに広く用いられている光学式に比べて大きな差異はなく、利便性が証明され新たな評価法を得ることができた。また若年者だけでなく、高齢者の歩行解析にも使用可能であることが証明された。
研究初年度の研究目標はほぼ達成されたと考える。
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| Strategy for Future Research Activity |
超小型生体計測センサによる歩行解析システムの研究では、このシステムを各種疾患の患者などの評価に応用したい。また本システムに筋電システムを組み合わせたり、画像で患者や被験者などにフィードバックできるシステムを構築する予定である。
２足歩行ロボットの研究では、疑似障害歩行モデルや福祉用具評価手法の研究を推進したい。歩行支援ロボットの研究では、歩行介助の訓練機器を作製することを計画している。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
センサや電極作製、機器改良費に研究費を使用する。またカメラや消耗品の購入に用いる予定である。研究成果の発表のため、学会参加費や旅費にも使用することを検討している。
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Research Products
(3 results)
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[Presentation] Assessment of walking quality by using inertial measurement units
Author(s)
Saito K, Zecca M, Sessa S, Lin Z, Bartolomeo L, Cosentino S, Petersen K, Ishii H, Ikai T, Takanishi A
Organizer
ICIES2012
Place of Presentation
Alexandria, Egypt
