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回転可能な胸部支持パッドを有するトレッドミル型歩行リハビリテーション機器の開発

研究課題

研究課題/領域番号 21K12777
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
研究機関近畿大学

研究代表者

黄 健  近畿大学, 工学部, 教授 (10282956)

研究分担者 小谷内 範穗  近畿大学, 工学部, 教授 (50357034)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 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)
2023年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2022年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2021年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
キーワード歩行訓練 / 歩行リハビリテーション / 歩行トレーニング / 歩行アシスト / 歩行支援 / 歩行計測 / 歩行リハビリテーション機器 / 歩行評価
研究開始時の研究の概要

脳卒中や脊髄損傷患者の歩行訓練機器のほとんどは利用者の下肢部に注目し、下肢部だけの反復運動を行うものである。しかしながら、人間の歩行運動は上半身と下肢部とのバランスを取りながらリズム的な連動によって成り立っており、この観点から、下肢部だけの反復運動を行う従来の方法は自立歩行をめざす訓練手法として十分とは言えない。一方、申請者らは1自由度回転機構付きの胸部支持パッドを有する歩行車を試作し、そのアシスト効果を定量的に評価した。これまでの研究成果を活かして、本研究は、回転可能な胸部支持パッドを有するトレッドミル型歩行リハビリテーション機器の開発を行い、その効果を検証する。

研究成果の概要

本研究では利用者の上半身と下肢部のリズム的な連動を重視するという考えに基づいて回転可能な胸部支持パッドを有するトレッドミル型歩行リハビリテーション機器を新たに開発した。一軸回転可能な胸部支持パッドを有するトレッドミル歩行訓練機を試作し、その効果を検証した。トレッドミルの速度がさまざまなパターンに設定されたときの歩行実験を行い、その効果を検証した。解析結果に示されるように、胸部支持パッドの背部に取り付けられる回転機構が歩行中に回転することで利用者上半身のスイングを自然に引き出すことによって利用者の歩行運動へのアシスト効果が確認された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

脳卒中や病気で立位歩行が困難となった方に対して免荷式トレッドミルによる下肢部の反復運動だけのリハビリテーションが臨床的に広く使われている。しかしながら、人間の歩行は上半身と下肢部のバランスをとれた連動効果による身体運動という視点から、従来の手法は利用者の自立歩行を目指す訓練手法として十分とは言えない。本研究で開発された回転可能な胸部支持パッドを有するトレッドミル型歩行リハビリテーション機器は、市販の機器と同様に免荷式でありながら、利用者の上半身と下肢部のリズム的な連動を図ることで、歩行者の自立歩行を目指す歩行再建を期待できる。

報告書

(4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
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2024 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Development of a Novel Rollator Equipped with a Motor-Driven Chest Support Pad and Investigation of its Effectiveness2022

    • 著者名/発表者名
      Huang Jian、Faculty of Engineering, Kindai University 1 Takaya Umenobe, Higashi-Hiroshima City, Hiroshima 739-2116, Japan、Koyachi Noriho
    • 雑誌名

      Journal of Robotics and Mechatronics

      巻: 34 号: 6 ページ: 1329-1337

    • DOI

      10.20965/jrm.2022.p1329

    • ISSN
      0915-3942, 1883-8049
    • 年月日
      2022-12-20
    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Measurements and Analyses of Walk Using a Novel Rollator Equipped with a Rotatable Chest Pad2022

    • 著者名/発表者名
      Huang, J., Ashida, H., He, Y., Koyachi, N., Harada, T.
    • 雑誌名

      Journal of Robotics and Mechatronics

      巻: 34 号: 1 ページ: 18-27

    • DOI

      10.20965/jrm.2022.p0018

    • NAID

      130008161755

    • ISSN
      0915-3942, 1883-8049
    • 年月日
      2022-02-20
    • 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 / 国際共著
  • [学会発表] Lower Limb Motion Measurements During Walking by Setting Rotation Angle and Period of the Motor for Driving the Chest Pad of a Rollator2024

    • 著者名/発表者名
      Xiaoke Jiang, Shaozhe Zong, Jian Huang
    • 学会等名
      2024 4th International Symposium on Intelligent Robotics and Systems (ISoIRS 2024)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 回転型胸部支持パッドつきトレッドミル訓練機による歩行の測定と解析2023

    • 著者名/発表者名
      大屋樹輝,菅井莉人,黄健,小谷内範穗
    • 学会等名
      日本機械学会ロボットメカトロニクス部門講演会'23
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 歩行車の駆動型胸部支持パッドの回転制御による下肢部運動の影響解析2023

    • 著者名/発表者名
      蒋暁珂,多田尚生,宗紹喆,黄健,小谷内範穗
    • 学会等名
      日本機械学会ロボットメカトロニクス部門講演会'23
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 駆動型胸部支持パッドを有する歩行車を用いた歩行測定2023

    • 著者名/発表者名
      蒋暁珂,多田 尚生,宗紹喆,黄健,小谷内範穂
    • 学会等名
      日本機械学会中国四国支部第53回学生員卒業研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] トレッドミル型歩行訓練機に利用する駆動型回転支持パッドの試作2023

    • 著者名/発表者名
      大屋樹輝,菅井莉人,黄健,小谷内範穂
    • 学会等名
      日本機械学会中国四国支部第53回学生員卒業研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Development of A Walking Rehabilitation Treadmill System By Using A Rotary Chest Pad2022

    • 著者名/発表者名
      Huang, J., Terado, T., Horaguchi, S., Ohashi, Y., Aota, A., Mukai, K., Koyachi, N.
    • 学会等名
      World Congress on Medical Physics and Biomedical Engineering (IUPESM2022)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 回転可能な胸部支持パッドを備えた歩行訓練トレッドミルシステムの開発2022

    • 著者名/発表者名
      黄 健,寺戸友哉,大橋勇介,向井敬太,小谷内範穗
    • 学会等名
      日本機械学会ロボットメカトロニクス部門講演会'22
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 駆動型支持パッドを用いた歩行計測と解析2022

    • 著者名/発表者名
      宗紹喆,黄健,小谷内範穗
    • 学会等名
      第23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(SI2022)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Development of a Walking Rehabilitation Treadmill System Using a Rotary Chest Pad2022

    • 著者名/発表者名
      Jian Huang, Tomoya Terado, Shogo Horaguchi, Yousuke Ohashi, Ayumu Aota, Keita Mukai, Noriho Koyachi
    • 学会等名
      IUPESM WORLD CONGRESS 2022
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 駆動型支持パッドを有する歩行車の計測制御系の構築2021

    • 著者名/発表者名
      向井敬太,宮本空,阿部凌輔,黄健,小谷内範穂
    • 学会等名
      日本機械学会ロボットメカトロニクス部門講演会2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 回転型胸部支持パッドを有する歩行訓練トレッドミルシステムの試作2021

    • 著者名/発表者名
      寺戸友哉,向井敬太,黄 健,小谷内 範穗
    • 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(SI2021)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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