研究課題/領域番号 |
20K23309
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研究種目 |
研究活動スタート支援
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配分区分 | 基金 |
審査区分 |
0909:スポーツ科学、体育、健康科学およびその関連分野
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研究機関 | 仙台高等専門学校 |
研究代表者 |
小松 瞭 仙台高等専門学校, 総合工学科, 助教 (10881469)
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研究期間 (年度) |
2020-09-11 – 2023-03-31
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研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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配分額 *注記 |
2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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キーワード | IMU / 歩行解析 / センサ・フュージョン / 時系列解析 / 歩行 / 信号処理 / 変形性膝関節症 / 進行度 / 機械学習 |
研究開始時の研究の概要 |
変形性膝関節症などの膝関節に疾患を有する患者の歩行解析は重要であり,その病状に関する定量的な評価・診断技術への需要は大きい.定量評価のための動作計測において,慣性センサ(IMU)による計測は屋内外を問わず簡便に使用できることから,医療福祉領域において普及しつつある.本研究では,IMUで計測した歩行データをセンサ・フュージョンと機械学習によって処理し,変形性膝関節症患者にみられるような歩行時の異常動作を検出するシステムを開発することで診断や治療を行う医療従事者の負担軽減を実現する.
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研究成果の概要 |
変形性膝関節症など運動器疾患は病態進行に応じて痛みや変形をきたすため,医師や理学療法士らの歩行観察による異常動作の定性的評価がなされてきた.その一方で,光学式モーションキャプチャを用いた定量的な歩行解析が多数報告されてきたものの,簡便な歩行解析の実現には至っていない.本研究では小型で安価な慣性センサ(Inertial Measurement Unit,以下IMU)にセンサ・フュージョンや時系列解析を組み込んだ歩行解析システムを構築し,解析システムの有用性を検証した.その結果,患者特有の運動学的変化の定量評価を実現できること,また歩行周期の検出遅れの少ないシステムを構築できたことが示唆された.
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研究成果の学術的意義や社会的意義 |
これまでに様々な歩行解析に関する研究が種々行われてきたが,その多くはモーションキャプチャを主として用いた研究であり,IMUを用いた研究の多くは健常者を対象としていたため患者歩行の定量評価については数少ない.本研究で構築したシステムによって病態進行を有する運動器疾患特有の運動変化を定量評価できると示唆されるため,今後応用することによって他の疾患においてもIMUを用いた歩行解析による評価が実施できることが期待される.
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