| 研究課題/領域番号 |
20K20269
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分90150:医療福祉工学関連
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| 研究機関 | 東京電機大学 |
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研究代表者 |
井上 淳 東京電機大学, 工学部, 教授 (20609284)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | リハビリテーション / 支援機器 / 福祉機器 / 残存能力 / 片麻痺 / 運動解析 / 計測システム開発 / 運動錯覚 / 運動介入 / センサ開発 / 靴のフィッティング / 杖歩行訓練 / 支援器具 / 動作計測 / 動作推定 / 歩行支援器具 / 評価指標構築 / ベイジアンネットワーク / 因果関係モデル / 下肢装具 / 筋活動推定 / 支援機器ＭＡＰ / 人間支援 / 人間の定量化 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
現在まで，定量的な動作解析の研究で用いられている手法では三次元運動解析器・床反力計等の大規模な装置が必要となり，福祉機器の評価の手法として臨床現場で使用することは困難であった．この問題に対し，本提案ではこれまで応募者が行ってきた，ベイジアンネットワークを用いた筋活動変化の原因推定を，福祉機器を用いた際の歩行動作時の身体全体の評価指標に発展的応用することで，同一の評価指標で評価を行うシステムの構築を目指す．これにより，今までの運動解析と異なり，臨床現場でも導入することができるような簡便な解析手法の構築を可能にする．
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| 研究成果の概要 |
本研究では、手足の残存能力がそれぞれある程度存在する患者を対象とし、片麻痺患者が杖歩行訓練を行うための歩行器の開発を継続して実施した。その中で、転倒を予測することで、症状がより重症で残存能力が低い患者でも使用できるように、身体の各部の加速度から、0.5歩行周期先の移動速度を予測できるようにした。また、手足の麻痺等の障害の程度は個人差が大きい部分があり、それに伴って装具を使用するなど、計測装置を付けられない部位が存在する。これに対して、特定の部位の加速度センサを使用できない状態でも移動速度の予測が高精度になるように、残存能力に併せて、センサの欠損を補うセンサ配置の検討を行うことができた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では、片麻痺患者向けの歩行器の開発を継続し、転倒を予測することで、より重症の患者にも対応できるようにしました。具体的には、身体各部の加速度から0.5歩行周期先の移動速度を予測し、装具を使用する部位でも高精度な予測を可能にするセンサ配置を検討しました。さらに、腱への振動刺激による運動錯覚を利用して歩行運動に介入できることを示し、動作時の刺激周波数が静止時より高いことを明らかにしました。また、靴内の圧力や剪断力を計測する新しいセンサを開発し、振動と圧力、振動と剪断力の関係を機械学習で解析し、推定モデルを構築しました。この技術は医療・福祉用だけでなく、競技用靴や衣服への応用も期待できます。
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