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動画像処理によるセンサレスでの姿勢・動作バランス評価システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 20K21754
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分59:スポーツ科学、体育、健康科学およびその関連分野
研究機関京都大学

研究代表者

建内 宏重  京都大学, 医学研究科, 准教授 (60432316)

研究分担者 太田 恵  関西医科大学, リハビリテーション学部, 准教授 (30715941)
市橋 則明  京都大学, 医学研究科, 教授 (50203104)
研究期間 (年度) 2020-07-30 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
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: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
キーワード姿勢 / バランス / 画像解析 / リハビリテーション / スポーツ
研究開始時の研究の概要

本研究課題では、リハビリテーション領域やスポーツ領域、一般高齢者を対象とした運動機能の評価として必須のバランス能力評価に焦点を当て、計測上の問題点(高額、煩雑、特殊環境)を根本的に解決し、かつ、現場への導入を見越した革新的な姿勢・動作バランス評価システムを開発する。当該システムはセンサレスであり、一般的なビデオカメラで撮影した動画像に対して画像処理を行い身体の動揺を検出するものである。新たに開発する手法は、極めて安価で容易に計測・評価ができるため、広く、普及する可能性を有している。評価結果はリアルタイムにフィードバック可能であり、新たなバランストレーニング機器の開発につながる可能性もある。

研究成果の概要

本研究課題では、高齢者や有疾患患者において問題となる姿勢異常やバランス能力低下について、ビデオカメラで撮影した動画像を用いて全身あるいは身体各部位の動揺や運動異常を検出する新たな手法を開発することを目的として研究を実施した。
静的バランス(片足立ちバランス)および動的バランス(ジャンプ着地時のバランス)の評価に関して、動画像解析(フレーム差分法)により算出される身体全体の動揺スコアが床反力計により計測された足圧中心動揺と相関する傾向を認め、動画像解析のみにより、静的・動的バランスの評価ができる可能性を示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

動作の障害は、高齢者や有疾患患者において、要支援・介護のリスクや生活の質を低下させる主たる原因となるため、その評価はリハビリテーションにおいて必須である。しかし、動作評価システムは一般に大型、高額であり、リハビリテーション現場や地域などにおいて、十分な評価が行えていなかった。
本研究により、静的・動的バランスの評価が動画像を用いたシステムにより可能であることが示された。このような動画像を用いた動作解析システムは、上記の課題を克服するための重要な成果であり、今後、リハビリテーション現場や地域での評価、あるいはスポーツ現場での評価などにに実装されることが期待される。

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

    (14件)

すべて 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (8件) (うち招待講演 7件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] 運動器疾患患者における歩行評価のこれまでとこれから2023

    • 著者名/発表者名
      建内宏重
    • 雑誌名

      香川県理学療法士学会誌

      巻: 28 ページ: 3-7

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] 運動器疾患患者に対するこれからの理学療法を展望する2023

    • 著者名/発表者名
      建内宏重
    • 雑誌名

      理学療法

      巻: 40 ページ: 14-26

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] Validity of the frame subtraction method in dynamic postural stability2022

    • 著者名/発表者名
      Ota M, Tateuchi H, Hashiguchi T, Fujiwara K, Sasaki A, Okumura K, Ichihashi N
    • 雑誌名

      BMC Sports Science, Medicine and Rehabilitation

      巻: 14 号: 1 ページ: 174-174

    • DOI

      10.1186/s13102-022-00570-7

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Verification of criterion-related validity of the evaluation method of postural stability using the frame subtraction method2020

    • 著者名/発表者名
      Megumi Ota, Hiroshige Tateuchi, Takaya Hashiguchi, Yasuhiro Ogino, Noriaki Ichihashi
    • 雑誌名

      Journal of Biomechanics

      巻: 109 ページ: 109958-109958

    • DOI

      10.1016/j.jbiomech.2020.109958

    • NAID

      120007006228

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 運動器疾患患者の歩行に対する多角的理学療法戦略2023

    • 著者名/発表者名
      建内宏重
    • 学会等名
      第28回香川県理学療法士学会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 変形性関節症の理学療法を拓く2023

    • 著者名/発表者名
      建内宏重
    • 学会等名
      第25回山梨県理学療法士会学術集会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 運動器疾患における歩行障害の評価と治療2023

    • 著者名/発表者名
      建内宏重
    • 学会等名
      鹿児島県理学療法士会研修会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 運動器理学療法において“動き”をみる意義とその未来2023

    • 著者名/発表者名
      建内宏重
    • 学会等名
      第36回中国ブロック理学療法士学会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 変形性関節症の理学療法におけるunmet needs2023

    • 著者名/発表者名
      建内宏重
    • 学会等名
      第39回東海北陸理学療法学術大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 運動器疾患予防のための動作解析手法の開発2021

    • 著者名/発表者名
      太田恵, 建内宏重, 市橋則明
    • 学会等名
      第48回日本臨床バイオメカニクス学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 中高齢者の関節疾患に対する理学療法2021

    • 著者名/発表者名
      建内宏重
    • 学会等名
      第61回近畿理学療法学術大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] フレーム差分法 によるジャンプ着地時におけるバランス評価の妥当性の検証2021

    • 著者名/発表者名
      藤原花恋, 太田恵, 建内宏重, 奥村輝石, 佐々木彩乃, 橋口昂矢, 市橋則明
    • 学会等名
      第26回日本基礎理学療法学会学術大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [備考] 臨床バイオメカニクス研修室_業績

    • URL

      http://clin-biomech.hs.med.kyoto-u.ac.jp/achievements/

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実施状況報告書
  • [備考] 臨床バイオメカニクス研究室

    • URL

      http://clin-biomech.hs.med.kyoto-u.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-08-03   更新日: 2025-01-30  

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