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歩行中の転倒リスク評価システムの構築

研究課題

研究課題/領域番号 18K12173
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分90150:医療福祉工学関連
研究機関愛知工業大学

研究代表者

香川 高弘  愛知工業大学, 工学部, 准教授 (30445457)

研究分担者 松戸 典文  駒沢女子大学, 看護学部, 助教 (40734231)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワード歩行分析 / 転倒リスク / 歩行モデル / 歩行シミュレーション / 歩行 / 転倒 / バイオメカニクス / 転倒予防 / 高齢者
研究成果の概要

本研究では,身体構造を単純化した運動方程式を解析することで,歩行中に転倒しやすい状態をリアルタイムに検知することができるバランスマップ解析を開発した.コンピュータシミュレーションによって,歩行中に躓いた場合に,バランスマップで転倒を予測できることを確かめた.また,転倒しやすい状態の領域とのマージンによって転倒のしやすさを定量化できることを確かめた.次に,実際の人間の歩行とつまずいたときの転倒回避動作を計測し,バランスマップ解析の妥当性を検証した.通常の歩行では転倒領域に対し十分なマージンがあり,躓いたときに状態が転倒領域に接近・進入することがわかり,バランスマップ解析の有効性を確認できた.

研究成果の学術的意義や社会的意義

転倒は寝たきりの主要な要因の一つであり,転倒予防が高齢者の健康において重要な課題である.歩行運動が複数の身体部位が連動する複雑な運動のため,転倒リスクを評価する有効な手法はまだ確立されていない.本研究は,身体を単純化した力学モデルを基に,転倒しやすい状態をリアルタイムに検知できる新しい転倒リスク評価法を構築した.本研究では、健常の若年者の歩行に対してバランスマップ解析の転倒リスク評価法の妥当性を確認することができた.高齢者や歩行障害の方の転倒リスクの定量化に有効であることを確かめられれば,リスクを低減するリハビリテーションや補講アシスト機器の設計・開発に役立てられると期待できる.

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Electroencephalographic Study on Sensory Integration in Visually Induced Postural Sway2021

    • 著者名/発表者名
      Kagawa Takahiro、Makeig Scott、Miyakoshi Makoto
    • 雑誌名

      Journal of Cognitive Neuroscience

      巻: 33 号: 3 ページ: 482-498

    • DOI

      10.1162/jocn_a_01659

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Interlimb Parallel-Link Powered Orthosis (IPPO): Compact Wearable Robot With Lateral Weight Bearing Mechanisms for Gait Assistance2020

    • 著者名/発表者名
      Kagawa Takahiro、Nomura Takumi、Kondo Shuji
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Medical Robotics and Bionics

      巻: 2 号: 3 ページ: 300-308

    • DOI

      10.1109/tmrb.2020.3004873

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] バランスマップに基づく歩行中の転倒回避動作の解析2020

    • 著者名/発表者名
      鈴木龍,香川高弘
    • 学会等名
      第21回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 歩行中の前方転倒に対するバランス評価の検証2020

    • 著者名/発表者名
      鈴木龍,香川高弘
    • 学会等名
      ロボティクスメカトロニクス講演会2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 線形化コンパス歩行モデルの最適軌道の定式化2020

    • 著者名/発表者名
      近藤修士,香川高弘
    • 学会等名
      第25回ロボティクスシンポジア
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Balance map analysis as a measure of walking balance based on pendulum-like leg movements2019

    • 著者名/発表者名
      T. Kagawa
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] バランスマップに基づく歩行中の転倒リスクの定量化に関する検討2019

    • 著者名/発表者名
      香川高弘
    • 学会等名
      第20回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Balance map analysis as a measure of walking balance based on pendulum-like leg movements2019

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Kagawa
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA2019)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 線形化歩行モデルに基づく転倒の解析2018

    • 著者名/発表者名
      香川高弘
    • 学会等名
      第19回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ロボット技術に基づく人の動作アシストシステムの研究開発2018

    • 著者名/発表者名
      香川高弘
    • 学会等名
      第120回AITオープンフォーラム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 運動機能の障害と生活支援ロボット2018

    • 著者名/発表者名
      香川高弘
    • 学会等名
      大学コンソーシアムせとカレッジ講座
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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