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ウェアラブルセンサを用いた歩行解析システムの応用によるロコモの進行危険因子の解明

研究課題

研究課題/領域番号 22K11441
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59010:リハビリテーション科学関連
研究機関北海道大学

研究代表者

遠山 晴一  北海道大学, 保健科学研究院, 教授 (60301884)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2024年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2022年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワードTimed up and go test / 動作解析 / キネマティクス / ウェアラブルセンサ / ロコモティブシン ドローム(ロコモ) / ロコモ度 / 下肢キネマティクス / wearable sensor / 歩行解析 / ロコモティブシンドローム
研究開始時の研究の概要

年齢60歳以上の地域住民を対象として、ウェアラブルセンサによる歩行解析システムH-Gaitを用いたinstrumented timed up and go test(iTUG)を行ない、TUG課題中の股関節、膝関節および足関節の下肢キネマティクスおよび「ロコモ度」を評価する。さらに12か月後に第2次調査を行い、同対象に対して「ロコモ度」を再評価する。目的変数として第1次調査から第2次調査におけるロコモ度の重症化を、iTUGでのキネマティクスパラメータに加えて年齢、性別、BMI、体組成パラメータを説明変数として、多重ロジスティック回帰分析にてロコモ進行の危険因子を抽出する。

研究実績の概要

Timed up and go test(TUG)は,簡便に複数の移動能力を評価できるテストであり,転倒リスク評価としても用いられている.また,加速度センサを用いて,TUGを区間分けすることにより,より詳細な評価を可能としたinstrumented TUG(iTUG)がある.申請者らが開発した,ウェアラブルセンサを用いた動作解析システムH-Gaitは加速度・角速度センサのデータより下肢関節角度や関節軌跡を算出できる.そこでTUG中の下肢キネマティクスをH-Gaitシステムと光学式3次元動作解析により評価し,H-Gaitシステムの妥当性を検証した.その結果、起立相において,股関節屈曲角度の相関係数は0.916から0.998,膝関節屈曲角度の相関係数は0.995から0.998、着座相における股関節屈曲角度の相関係数は0.933から0.997,膝関節屈曲の相関係数は0.987から0.999であった.また,歩行相における各波形の相関係数は股関節と膝関節に関しては0.9以上,足関節に関しては0.77から0.99の相関が見られた.したがって、H-Gaitは光学式3次元動作解析とTUGにおける歩行相だけでなく,起立や着座区間においても,股関節・膝関節の屈曲角度は高い相関性を示した.一方,足関節においては光学式動作解析との間に十分な相関を示すことができない対象が存在した.これは本システムのキャリブレーションにおける重力ベクトル測定の際,立位と座位における足部セグメントが同一の姿勢を維持できないことに起因する可能性が考えられた.以上の本システムの特徴をふまえることにより,H-Gaitを用いたiTUGテストは住民検診などでの移動能力の評価へ応用が十分可能なことが本研究により示された.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

「いわみざわ健康ひろば」での第1次調査対象がCOVID-19感染蔓延による同施設の休止により第2次調査への参加協力が困難となり、第2次調査に着手できていない状況である。

今後の研究の推進方策

TUGでの下肢3次元キネマティク解析のためのH-Gaitプログラム修正および正当性検証をさらに進め、「いわみざわ健康ひろば」での第1次調査のデータを検討することにより、ロコモ発症の危険因子を抽出する予定である。

報告書

(2件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2024 2023 2022

すべて 雑誌論文 (11件) (うち査読あり 11件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Relationship between onset of trunk muscle activities and pelvic kinematics in individuals with and without chronic low back pain2024

    • 著者名/発表者名
      Nakata Akimi、Osuka Satoshi、Ishida Tomoya、Saito Yuki、Koshino Yuta、Samukawa Mina、Kasahara Satoshi、Tohyama Harukazu
    • 雑誌名

      Journal of Back and Musculoskeletal Rehabilitation

      巻: 19 号: 5 ページ: 1-10

    • DOI

      10.3233/bmr-240028

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of suspensory strategy on balance recovery after lateral perturbation2024

    • 著者名/発表者名
      Jiang Linjing、Kasahara Satoshi、Ishida Tomoya、Koshino Yuta、Chiba Ami、Wei Yuting、Samukawa Mina、Tohyama Harukazu
    • 雑誌名

      Human Movement Science

      巻: 94 ページ: 103184-103184

    • DOI

      10.1016/j.humov.2024.103184

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fear-Avoidance Beliefs Associated with Non-Specific Chronic Low Back Pain in College Athletes2024

    • 著者名/発表者名
      Osuka Satoshi、Koshino Yuta、Watanabe Kentaro、Kataoka Yoshiaki、Tohyama Harukazu
    • 雑誌名

      Journal of Pain Research

      巻: Volume 17 ページ: 285-292

    • DOI

      10.2147/jpr.s447121

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effect of toe-out gait modification on patellofemoral joint loading.2023

    • 著者名/発表者名
      Sabashi Kento、Chiba Takeshi、Yamanaka Masanori、Tohyama Harukazu
    • 雑誌名

      Gait & Posture

      巻: 104 ページ: 135-139

    • DOI

      10.1016/j.gaitpost.2023.06.019

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Validity of AI-Based Gait Analysis for Simultaneous Measurement of Bilateral Lower Limb Kinematics Using a Single Video Camera2023

    • 著者名/発表者名
      Ino Takumi、Samukawa Mina、Ishida Tomoya、Wada Naofumi、Koshino Yuta、Kasahara Satoshi、Tohyama Harukazu
    • 雑誌名

      Sensors

      巻: 23 号: 24 ページ: 9799-9799

    • DOI

      10.3390/s23249799

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Change in sensory integration and regularity of postural sway with the suspensory strategy during static standing balance2023

    • 著者名/発表者名
      Jiang Linjing、Kasahara Satoshi、Ishida Tomoya、Koshino Yuta、Chiba Ami、Yoshimi Kazumasa、Wei Yuting、Samukawa Mina、Tohyama Harukazu
    • 雑誌名

      Frontiers in Neurology

      巻: 14 ページ: 1290986-1290986

    • DOI

      10.3389/fneur.2023.1290986

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Improved responsiveness for JKOOS+ compared to KOOS in Japanese patients undergoing total knee arthroplasty2023

    • 著者名/発表者名
      Lyman S, Omori G, Nakamura N, Takahashi T, Tohyama H, Fukui N, Ikeda H, Sasho T, Saito T, Hayashi Y, Deie M
    • 雑誌名

      J Orthop Sci

      巻: 16 号: 5 ページ: 260-9

    • DOI

      10.1016/j.jos.2023.08.021

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Early Changes in Postural Balance Following Inverted V-Shaped High Tibial Osteotomy in Patients With Knee Osteoarthritis2023

    • 著者名/発表者名
      Sabashi Kento、Chiba Takeshi、Iwasaki Koji、Onodera Tomohiro、Kondo Eiji、Iwasaki Norimasa、Tohyama Harukazu
    • 雑誌名

      Journal of Applied Biomechanics

      巻: 39 号: 2 ページ: 124-129

    • DOI

      10.1123/jab.2022-0273

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evaluation of Lower-Limb Kinematics during Timed Up and Go (TUG) Test in Subjects with Locomotive Syndrome (LS) Using Wearable Gait Sensors (H-Gait System).2023

    • 著者名/発表者名
      Yoshiaki Kataoka, Yuki Saito, Ryo Takeda, Tomoya Ishida, Shigeru Tadano, Teppei Suzuki, Kentaro Nakamura, Akimi Nakata, Satoshi Osuka, Satoshi Yamada, Mina Samukawa, Harukazu Tohyama
    • 雑誌名

      Sensors (Basel, Switzerland)

      巻: 23(2) 号: 2 ページ: 687-687

    • DOI

      10.3390/s23020687

    • 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] Inertial Sensor-Based Assessment of Static Balance in Athletes with Chronic Ankle Instability2023

    • 著者名/発表者名
      Yuta Koshino, Moeko Akimoto, Daiki Kawahara, Kentaro Watanabe, Tomoya Ishida, Mina Samukawa, Satoshi Kasahara, Harukazu Tohyama
    • 雑誌名

      Journal of Sports Science and Medicine

      巻: 22 ページ: 36-43

    • DOI

      10.52082/jssm.2023.36

    • 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] Evaluation of gait characteristics in subjects with locomotive syndrome using wearable gait sensors.2022

    • 著者名/発表者名
      Yuki Saito, Tomoya Ishida, Yoshiaki Kataoka, Ryo Takeda, Shigeru Tadano, Teppei Suzuki, Kentaro Nakamura, Akimi Nakata, Satoshi Osuka, Satoshi Yamada, Mina Samukawa, Harukazu Tohyama
    • 雑誌名

      BMC musculoskeletal disorders

      巻: 23(1) 号: 1 ページ: 457-457

    • DOI

      10.1186/s12891-022-05411-9

    • 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
  • [学会発表] 膝関節屈曲角度の違いがバランスボールに両足を乗せて行う背臥位ブリッジエクササイズにおける下肢体幹筋活動に与える影響2023

    • 著者名/発表者名
      三好 航平, 大須賀 聡, 石田 知也, 中田 光海, 遠山 晴一
    • 学会等名
      日本運動器科学会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 変形性膝関節症患者における下腿加速度と膝関節の荷重分布との関係 ウェアラブルセンサーを用いて2023

    • 著者名/発表者名
      佐橋 健人, 岩崎 浩司, 安倍 雄一郎, 渡邊 謙太郎, 千徳 風真, 千葉 健, 小野寺 智洋, 近藤 英司, 岩崎 倫政, 遠山 晴一
    • 学会等名
      日本整形外科学会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 変形性膝関節症患者における歩行中の膝関節内側荷重量とKinematicsの関連2023

    • 著者名/発表者名
      佐橋健人, 渡邊謙太郎, 千徳風真, 千葉健, 岩崎浩司, 小野寺智洋, 岩崎倫政, 近藤英司, 遠山晴一
    • 学会等名
      北海道整形災害外科学会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2024-12-25  

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