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下肢装着センサ情報を用いた脳卒中片麻痺患者歩行機能回復訓練支援システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 15500369
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 リハビリテーション科学・福祉工学
研究機関鹿児島大学

研究代表者

末吉 靖宏  鹿児島大学, 教育学部, 助教授 (30196688)

研究分担者 田中 信行  鹿児島大学, 大学院・医歯学総合研究科, 教授 (40041454)
辻尾 昇三  鹿児島大学, 工学部, 教授 (40081252)
川平 和美  鹿児島大学, 大学院・医歯学総合研究科, 助教授 (20117493)
余 永  鹿児島大学, 工学部, 助教授 (20284903)
林 良太  鹿児島大学, 工学部, 講師 (40288949)
丸山 敦夫  鹿児島大学, 教育学部, 教授 (80117548)
研究期間 (年度) 2003 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
3,800千円 (直接経費: 3,800千円)
2004年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2003年度: 3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
キーワード脳卒中 / 片麻痺 / リハビリテーション / 歩行訓練 / 機能回復訓練 / 訓練支援システム / バイオフィードバック / センサ
研究概要

本研究の目的は,下肢装着の運動感知センサを利用して、低廉・コンパクトな歩行訓練システムを開発することにあった。この目的のために、三次元画像解析、および、運動感知センサを用いて脳卒中麻痺患者の歩行動作の解析を行い、その結果を利用して下肢装着センサを用いた歩行訓練支援システムを開発した。
まず、歩行動作画像解析の結果、麻痺患者の歩行評価にしばしば用いられる歩行速度と高い関連性を持ち、センサで計測可能な項目を調べたところ、立脚時間、ステップ長、膝角度、大腿・下腿角速度などで関係が見られた。中でも,歩行中の立脚時間は,歩行速度との間に,双曲線関数で近似できる反比例の関係にあった。このことは,発症後間もない,リハビリテーション開始期に見られるような麻痺程度の強いために歩行速度の低い患者においては,歩行速度そのものよりも,立脚時間で評価する方が,評価の精度のよいことがわかった。
次に、それらの項目が、実際に下肢装着のセンサで、計測評価が可能であるかを、調べたところ、荷重センサによる健側肢立脚時間、および角速度センサによる遊脚期下腿振り出しの角速度ピーク値による評価が可能であることがわかった。
これらの知見をもとに、開発した歩行機能回復訓練支援システムは、下肢に装着の荷重センサにより、接地/遊脚時間を判別し、遊脚中の麻痺肢下肢筋に振動刺激をフィードバックし、歩行機能の回復促進を図るものである。同時に、このシステムは、荷重センサにより判別した接地時間、遊脚時間、および下腿側面に装着する角速度センサ情報を用いて、歩行訓練成果をリアルタイムでフィードバックを行うシステムであった。
鹿児島大学医学部・歯学部附属病院霧島リハビリテーションセンターでのテストの結果、システムの動作を確認し、複数の脳卒中片麻痺患者に、このシステムが有効であることがわかった。

報告書

(3件)
  • 2004 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2003 実績報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2005 2004

すべて 雑誌論文 (5件)

  • [雑誌論文] 荷重センサ・ジャイロセンサ・加速度センサを用いた麻痺歩行動作の計測2005

    • 著者名/発表者名
      古賀智美, 末吉靖宏, 他2名
    • 雑誌名

      九州体育・スポーツ学研究 19・3(印刷中)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Assessment of Paralyzed Walking Movement Using Load Sensors, Gyro Sensors and Acceleration Sensors2005

    • 著者名/発表者名
      Koga S., Sueyoshi Y., Kawahira K., Mitsuzono R.
    • 雑誌名

      Kyushyu Journal of Physical Education and Sport 19-3(in press)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 荷重センサ・ジャイロセンサ・加速度センサを用いた麻痺歩行動作の計測2005

    • 著者名/発表者名
      古河智美, 末吉靖宏, 他2名
    • 雑誌名

      九州体育・スポーツ学研究 19・3(印刷中)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] New functional vibratory stimulation device for extremities in patients with stroke2004

    • 著者名/発表者名
      Kawaihra K, et al.
    • 雑誌名

      International Journal of Rehabilitation Research 27-4

      ページ: 335-337

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] New functional vibratory stimulation device for extremities in patients with stroke2004

    • 著者名/発表者名
      Kawahira K., Higashihara K., Matsumoto S., Shimodozono M., Etoh S., Tanaka N., Sueyoshi Y.
    • 雑誌名

      International Journal of Rehabilitation Research 27-4

      ページ: 335-337

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要

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公開日: 2003-04-01   更新日: 2016-04-21  

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