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回復期における上肢片麻痺患者のためのリハビリロボットの開発とリハビリ効果

研究課題

研究課題/領域番号 20K12749
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
研究機関秋田工業高等専門学校

研究代表者

木澤 悟  秋田工業高等専門学校, その他部局等, 教授 (90234202)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワードバイオメカニクス / リハビリテーション / ロボット / 福祉工学 / 上肢運動機能 / 卓上型 / 動作解析 / 拡張現実感
研究開始時の研究の概要

従来型のリハビリロボットは大型な装置であるため,術後の急性期の処置に使われるのが主流である.そのため,回復期の患者が継続的かつ反復的なリハビリを行うことは不可能であり,ロボットを使ったリハビリ効果が長期的に評価できない.そこで本研究は,医師のニーズに基づき狭小な施設等の机上で利用可能な上肢用卓上型リハビリロボットを開発する.開発するロボットシステムには「ARを用いた動作解析機能」,「ARによる上肢動態解析機能」を組込み,リハビリ効果の評価となる運動学的変量および動力学的変量を導出し,臨床応用にてリハビリ効果を明らかにする.

研究成果の概要

施設等の机上で利用可能な上肢用卓上型リハビリロボットを開発した.本システムは,リハビリテーションに対するモチベーションを持続可能にするためにVRシステムとARシステムを組み込んだ.さらに,モーションキャプチャー機能を付随させることで,リハビリ効果の評価となる運動学的変量および動力学的変量を導出することができた.
本研究は,健常被験者に対して開発したVR 技術や AR 技術を組み合わせたリハビリプログラムと従来型のモニタ画面を見ながらのリハビリプログラムについて,映像酔いやモチベーション維持について比較評価した

研究成果の学術的意義や社会的意義

研究成果の学術的意義は、リハビリのモチベーションを高めるためにモニタをVRゴーグルに置換え,高価な3次元動作分析装置の機能の代わりに安価なVive Trackerセンサと開発ソフトウエアで機能を代替えし,さらにこの機能を利用することで上肢の各関節運動をトラッキングすることができ,狭小な場所でも人間の運動解析を可能にしリハビリ効果を評価出来るようにしたことである.
社会的意義は、開発したリハビリシステムは病院外の療養施設や自宅の机上で可能なため,急性期以降の長期リハビリに対応し,医療費削減及び理学療法士,作業療法士の負担低減に貢献できる.

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 1件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (8件)

  • [雑誌論文] OpenSimを用いた筋張力推定におけるReserve actuatorの影響2022

    • 著者名/発表者名
      齊藤亜由子(工学院大)、細谷拓冬、小林義和(秋田高専)、木澤悟
    • 雑誌名

      科学・技術研究

      巻: 11 号: 2 ページ: 117-123

    • DOI

      10.11425/sst.11.117

    • ISSN
      2186-4942, 2187-1590
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Examination of the Effect of Rehabili-Mouse, a Desktop Rehabilitation Robot for Upper Limb Paresis after Stroke2021

    • 著者名/発表者名
      Wakabayashi Rena、Saito Kimio、Matsunaga Toshiki、Chida Satoaki、Kagami Kai、Iwami Takehiro、Kizawa Satoru、Terata Yuki、Ogasawara Masumi、Shimada Yoichi、Miyakoshi Naohisa
    • 雑誌名

      Open Journal of Orthopedics

      巻: 11 号: 12 ページ: 371-382

    • DOI

      10.4236/ojo.2021.1112035

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 歩行計測における大腿マーカ前方貼付の膝関節角度への影響2021

    • 著者名/発表者名
      齊藤 亜由子, 奈良 雄斗, 木澤 悟
    • 雑誌名

      日本工学教育協会

      巻: 69(4) ページ: 40-45

    • NAID

      40022624767

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] スノーボードターンにおける視線と作用力に関する研究2021

    • 著者名/発表者名
      齊藤 亜由子, 木澤 悟, 小林 義和, 宮脇 和人
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集

      巻: 87 号: 896 ページ: 20-00407-20-00407

    • DOI

      10.1299/transjsme.20-00407

    • NAID

      130008029754

    • ISSN
      2187-9761
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Evaluation of visual-motor coordination as a ball is caught2020

    • 著者名/発表者名
      SAITO Ayuko、KIZAWA Satoru、KOBAYASHI Yoshikazu、MIYAWAKI Kazuto
    • 雑誌名

      Journal of Biomechanical Science and Engineering

      巻: 15 号: 4 ページ: 20-00302-20-00302

    • DOI

      10.1299/jbse.20-00302

    • NAID

      130007937547

    • ISSN
      1880-9863
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Pose estimation by extended Kalman filter using noise covariance matrices based on sensor output2020

    • 著者名/発表者名
      Saito Ayuko、Kizawa Satoru、Kobayashi Yoshikazu、Miyawaki Kazuto
    • 雑誌名

      ROBOMECH Journal

      巻: 7 号: 1

    • DOI

      10.1186/s40648-020-00185-y

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Estimation of Lower Limb Joint Angles Using Motion Sensors During Walking and Running2020

    • 著者名/発表者名
      Ayuko SAITO, Yoshikazu KOBAYASHI, Satoru KIZAWA, Kazuto MIYAWAKI
    • 雑誌名

      日本福祉工学会誌

      巻: 22 ページ: 24-30

    • NAID

      40022271539

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] AR・VR技術を用いた上肢リハビリテーションロボットの開発と評価2022

    • 著者名/発表者名
      巖見武裕,櫻井隆弘(秋田大),木澤悟(秋田高専),斉藤公男(秋田大),島田洋一(県立医療療育センター),宮腰尚久(秋田大)
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス 講演会 2022 in Sapporo
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] VR及びAR技術を用いた上肢リハビリロボットシステムの開発2021

    • 著者名/発表者名
      加藤亮介, 巌見武裕, 若林玲奈, 斉藤公男, 千田聡明, 木澤悟, 寺田裕樹,島田洋一
    • 学会等名
      第48回日本臨床バイオメカニクス学会講演会,O18-6
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Development of infants suits for motion measurement2021

    • 著者名/発表者名
      Yu Amagasaki, Shigeo Yamashita, Shinichiro Morichi, Hisashi Kawashima, Gaku Yamanaka, Satoru Kizawa, Ayuko Saito
    • 学会等名
      19th International Symposium on Advanced Technology
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Construction of a Kalman filter for real time motion measurement2021

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Tanzawa, Satoru Kizawa, Ayuko Saito
    • 学会等名
      19th International Symposium on Advanced Technology
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] A study on motion measurement for early screening for neurological disease2021

    • 著者名/発表者名
      Tatsuro Sato, Shigeo Yamashita, Shinichiro Morichi, Hisashi Kawashima, Gaku Yamanaka, Satoru Kizawa, Ayuko Saito
    • 学会等名
      19th International Symposium on Advanced Technology
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Plug-in Gait マーカ貼付位置の違いによる計測精度への影響2020

    • 著者名/発表者名
      奈良 雄斗(秋田高専), 齊藤 亜由子(工学院大), 木澤悟(秋田高専), 秋田高専, 小林 義和, 宮脇 和人
    • 学会等名
      2020 年度 日本機械学会年次大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Plug-in Gaitマーカ貼付位置の違いによる計測精度への影響2020

    • 著者名/発表者名
      奈良雄斗,齊藤亜由子,木澤悟
    • 学会等名
      令和2年東北地区高等専門学校専攻科 産学連携シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 卓上型上肢リハビリロボットシステムの開発2020

    • 著者名/発表者名
      三浦 雅弘(秋田大), 巖見 武裕, 只野 孝明, 木澤 悟(秋田高専), 寺田 裕樹(秋田県立大), 千田 聡明(秋田大病院), 島田 洋一(秋田大)
    • 学会等名
      2020 年度 日本機械学会年次大会,J241 医工学テクノロジーによる医療福祉機器開発
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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