• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

トレッドミル上での身体機能の制限に基づいた転倒回避動作戦略の解明と転倒リスク評価

研究課題

研究課題/領域番号 20K12756
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
研究機関九州大学

研究代表者

中島 康貴  九州大学, 工学研究院, 准教授 (00632176)

研究分担者 山本 元司  九州大学, 工学研究院, 教授 (90202390)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2020年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード転倒リスク評価 / 滑り転倒刺激 / 左右分離型トレッドミル / 関節可動域(ROM) / 動的安定性(MoS) / 順動力学シミュレーション / 安定領域 / 重心位置 / 重心速度 / 膝関節可動域制限 / 関節角度 / 関節拘束 / 可動域制限 / MoS / 転倒リスク / 転倒刺激 / 身体機能 / 筋力 / 可動域 / 安定性 / COM / 転倒予防 / 滑り転倒 / トレッドミル
研究開始時の研究の概要

滑り転倒現象を再現するシステムと動作解析によって得られた滑り転倒時の回避動作の知見に基づき,今まで明らかにされてこなかった,各個人で異なる身体機能(筋力や可動域などに代表される筋骨格系の指標)が滑り転倒時の回避動作戦略に与える影響について,実験的な解析とモデルを用いた理論解析の両者を用いてアプローチし,個人ごとの回避動作戦略に最も寄与する身体機能の特定とそれに基づいた転倒リスクの評価を目的としている.

研究成果の概要

本研究では,滑り転倒に対する両足支持での転倒回避戦略を力学モデルによりシミュレーションすることで,転倒回避戦略の安定性指標を作成する方法を提案した.また老化に伴う関節可動域の減少を考慮し,下肢の関節の中でもどの関節可動域の低下が安定性の低下に影響するかを調査するために,単一の関節の可動域のみを制限したシミュレーションを行い,結果を比較した.その結果,足関節可動域のみ制限した場合の方が,その他の関節可動域を制限した場合と比べて,安定性の減少が大きいことが分かった.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で得られた成果は,滑り転倒時の回避動作における関節可動域の低下が転倒リスクに与える影響を力学モデルを用いて定量的に評価したものである.滑り転倒刺激を加えることで疑似的に実現象を再現し,回避動作の実験解析を行うだけでなく,その知見に基づき,力学モデルをベースとした順動力学シミュレーションを構築することで,下肢の関節可動域の低下が及ぼす安定性の減少量を理論的に解析している.そのため,今後はこの手法を用いることで,医師や専門家が個人の転倒リスクを屋内で安全かつ事前に判断することができ,可動域の低下量に基づいて最も効果的な訓練手法の選択,提示を行うことに応用可能である.

報告書

(5件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (26件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件) 学会発表 (23件) (うち国際学会 6件)

  • [雑誌論文] 片麻痺模擬歩行におけるT字杖の杖先位置の違いが動的安定性(MoS)に及ぼす影響の検討2023

    • 著者名/発表者名
      松永夏己, 本田功輝, 金田礼人, 山村康裕, 山本元司, 中島康貴
    • 雑誌名

      日本ロボット学会誌

      巻: 41 号: 10 ページ: 897-900

    • DOI

      10.7210/jrsj.41.897

    • ISSN
      0289-1824, 1884-7145
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 斜板落下式外乱印加によるヒト立位安定性評価2021

    • 著者名/発表者名
      戸越 勉, Pham Hoang Tung, 中島 康貴, 山本 元司
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集

      巻: 87 号: 896 ページ: 20-00302-20-00302

    • DOI

      10.1299/transjsme.20-00302

    • NAID

      130008029761

    • ISSN
      2187-9761
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Determination of the Gain for a Walking Speed Amplifying Belt Using Brain Activity, IEEE Transactions on Human-Machine Systems2020

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Miura, Yuki Yokoo, Yasutaka Nakashima, Yoshikazu Ogaya, Misato Nihei, Takeshi Ando, Yo Kobayashi, Masakatsu G. Fujie
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Human-Machine Systems

      巻: 50 号: 2 ページ: 154-164

    • DOI

      10.1109/thms.2019.2961974

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 杖使用時に動的安定性を高める杖先位置の力学モデルに基づく提案2024

    • 著者名/発表者名
      松永夏己, 本田功輝, 金田礼人, 山村康裕, 山本元司, 中島康貴
    • 学会等名
      UDXワークショップ2024
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] T字杖の効果的な操作指導に向けた動的安定性を高める杖先位置と杖荷重の関係の導出2024

    • 著者名/発表者名
      栗家悠樹, 松永夏己, 本田功輝, 金田礼人, 山村康裕, 山本元司, 中島康貴
    • 学会等名
      UDXワークショップ2024
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 車椅子操作における介助者の上肢インピーダンス特性の解析2024

    • 著者名/発表者名
      西山悠太, 實松建吾, 松永夏己, 本田功輝, 金田礼人, 山本元司, 中島康貴
    • 学会等名
      UDXワークショップ2024
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 介助者の上肢インピーダンス推定に基づく車椅子を押す力を低減させるバネハンドルの開発2023

    • 著者名/発表者名
      西山悠太, 松永夏己, 金田礼人, 本田功輝, 山本元司, 中島康貴
    • 学会等名
      第41回日本ロボット学会学術講演会(RSJ 2023)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] T字杖歩行における杖の接地位置とタイミングの練習が動的安定性Margin of Stabilityに及ぼす影響の検討2023

    • 著者名/発表者名
      山村康裕, 松永夏己, 栗家悠樹, 中島康貴
    • 学会等名
      第28回日本基礎理学療法学会学術大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] T字杖歩行中における杖先位置の違いが動的安定性に及ぼす影響2023

    • 著者名/発表者名
      松永夏己, 本田功輝, 金田礼人, 山村康裕, 山本元司, 中島康貴
    • 学会等名
      第19回姿勢と歩行研究会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 慣性センサを用いたヒト立位姿勢でのCoP推定における重心動揺計との比較2023

    • 著者名/発表者名
      井手隆統, 本田功輝, 金田礼人, 中島康貴, 山本元司
    • 学会等名
      第19回姿勢と歩行研究会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 車椅子操作における介助者の上肢インピーダンス特性の解析2023

    • 著者名/発表者名
      西山悠太, 實松建吾, 松永夏己, 本田功輝, 金田礼人, 山本元司, 中島康貴
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会(ROBOMECH 2023)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] T字杖の効果的な操作指導に向けた動的安定性を高める杖先位置と杖荷重の関係の導出2023

    • 著者名/発表者名
      栗家悠樹, 松永夏己, 本田功輝, 金田礼人, 山村康裕, 山本元司, 中島康貴
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会(ROBOMECH 2023)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 杖使用時に動的安定性を高める杖先位置の力学モデルに基づく提案2023

    • 著者名/発表者名
      松永夏己, 本田功輝, 金田礼人, 山村康裕, 山本元司, 中島康貴
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会(ROBOMECH 2023)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 片麻痺模擬歩行におけるT字杖の杖先位置の違いが動的安定性(MoS)に及ぼす影響の検討2022

    • 著者名/発表者名
      松永夏己, 本田功輝, 金田礼人, 山村康裕, 山本元司, 中島康貴
    • 学会等名
      第40回日本ロボット学会学術講演会(RSJ 2022)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Margin of stability (MoS) based prediction of balance and fall after introducing external slip stimulations2022

    • 著者名/発表者名
      Zhang Yicheng, Koki Honda, Ayato Kanada, Motoji Yamamoto, Yasutaka Nakashima
    • 学会等名
      International Conference on Slips, Trips, and Falls (STF 2022)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] T 字伺歩行中における両足と伺にかかる荷重に基づく動的安定性 (MoS) の評価2022

    • 著者名/発表者名
      松永夏己, 本田功輝, 金田礼人, 山村康裕, 山本元司, 中島康貴
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会(ROBOMECH 2022)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 介助熟練者と初心者における車椅子を押す力と肘関節角度に注目した車椅子操作の特徴解析2021

    • 著者名/発表者名
      實松建吾, 柏木昭彦, 山道菜未, 本田功輝, 金田礼人, 山本元司, 中島康貴
    • 学会等名
      第22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(SI 2021)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] T字杖の使用条件の違いによる杖歩行中の動的安定性評価2021

    • 著者名/発表者名
      松永夏己, 張伊城, 本田功輝, 金田礼人, 山村康裕, 山本元司, 中島康貴
    • 学会等名
      第42回バイオメカニズム学術講演会(SOBIM2021)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Identification of human standing stabilizing dynamics by experiment of disturbance application using swash plate fall2021

    • 著者名/発表者名
      Tsutomu Togoe, Pham Hoang Tung, Yasutaka Nakashima, Motoji Yamamoto
    • 学会等名
      The 26th International Symposium on Artificial Life and Robotics 2021 (AROB 26th 2021)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Examination of the Impact of Differences in Restraint Conditions and Stimulus Intensity on the Fall Avoidance Strategy During a Slip Fall2020

    • 著者名/発表者名
      Yasutaka Nakashima, Taichi Kobayashi, Shintaro Ueki, Motoji Yamamoto
    • 学会等名
      International Symposium on Community-centric Systems (CcS 2020)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Kinetic Analysis of Pushing Force in Wheelchair Operation by Caregiver2020

    • 著者名/発表者名
      Kengo Sanematsu, Hiroyuki Kadomatsu, Motoji Yamamoto, Yasutaka Nakashima
    • 学会等名
      International Symposium on Community-centric Systems (CcS 2020)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 車椅子介助における介助者の姿勢の違いによる車椅子操作の力学特性の解析2020

    • 著者名/発表者名
      實松建吾, 門松寛幸, 山本元司, 中島康貴
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会(ROBOMECH 2020)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 斜板落下式外乱印加装置を用いたヒト立位化システム同定における実験条件の違いが同定システムに及ぼす影響の検討2020

    • 著者名/発表者名
      宮本夏帆, Pham Hoang Tung, 戸越勉, 本田功輝, 金田礼人, 中島康貴, 山本元司
    • 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(SI 2020)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Measurement of Contact Force and Contact Pressure Distribution Applied by Passively Deformable Soft Finger2020

    • 著者名/発表者名
      Aoi Makino, Yasutaka Nakashima, Motoji Yamamoto
    • 学会等名
      IEEE/SICE International Symposium on System Integration (SII 2020)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] On a Precise Control for MP Joint of Human Index Finger Using Functional Electrical Stimulation -Basic Characteristics of the Joint Movement-2020

    • 著者名/発表者名
      Chen Hua, Yasutaka Nakashima, Motoji Yamamoto
    • 学会等名
      IEEE/SICE International Symposium on System Integration (SII 2020)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] バランスボール座位時の強制動作における腰部周辺の筋活動解析と認知試験評価2020

    • 著者名/発表者名
      北村孝寛, 中島康貴, 生野岳志, 山本元司
    • 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
      2020 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi