高齢者転倒抑制のための足底触覚感度強化と足底皮膚変形計測による転倒歩行モデリング

• 研究課題/領域番号: 23680022
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 知覚情報処理・知能ロボティクス
• 研究機関: 東京理科大学
• 研究代表者: 竹村 裕 東京理科大学, 理工学部, 講師 (60408713)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 23,790千円 (直接経費: 18,300千円、間接経費: 5,490千円); 2013年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円); 2012年度: 10,530千円 (直接経費: 8,100千円、間接経費: 2,430千円); 2011年度: 7,930千円 (直接経費: 6,100千円、間接経費: 1,830千円)
• キーワード: 歩行解析 / 足底皮膚変形 / 確立共鳴 / 転倒予防 / 振動デバイス / ウエアラブル / 歩行モデリング

研究概要

足底触覚感度強化のための振動刺激装置を開発した．被験者実験の結果，適切な部位に適切な刺激を与えれば開発した振動装置で高齢者の立位バランスの向上，凹凸不整地で歩幅を増加させることを確認し，転倒抑制への応用の可能性を示唆した．さらに，足底接触面皮膚変形手法を開発し，被験者実験の結果より，高齢者と若齢者では，歩行時の接触面積変化，足底皮膚移動傾向が有意に異なることを発見した．外部からは容易に判断できない歩行の微細な変化が計測できることを実証し，足底の皮膚計測から将来，転倒リスクの高い歩行をスクリーニングすることが可能であることを示唆した．

研究成果

• [雑誌論文] Enhancement of Plantar Tactile Sensitivity by Wearable Stabilization Device based on Stochstic Resonance for Fall Prevention (2013)
  • 著者名/発表者名: Satoshi KUDOH, Akira OBARA, Yuu SATOH, Ming DING , Hiroshi MIZOGUCHI and Hiroshi TAKEMURA
  • 雑誌名: Journal of Robotics and Mechatronics 巻: Vol.26, No.6 ページ: 888-896
  • 査読あり
• [雑誌論文] 足底皮膚変位・床反力同時計測装置を用いた歩行時足部アーチ機構の評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 小杉真一,田中康仁,竹村裕,小原晃椎名崇之,池田篤俊,小笠原司
  • 雑誌名: 日本整形外科学学会誌 巻: Vol.87, No.8
• [雑誌論文] Influence of Lower-Leg Muscle Spindle Function in Irregular Surface Walking (2013)
  • 著者名/発表者名: Obara Akira,Yamakoshi Takeshi,Shina Takayuki,Takemura Hiroshi,Mizoguchi Hiroshi
  • 雑誌名: Proceedings of The 15th International Conference on Biomedical Engineering ページ: 387-390
  • 査読あり
• [雑誌論文] Measurement of Undetectable Walking Feature by Appearance Based on Plantar Skin Deformation (2013)
  • 著者名/発表者名: Takayuki Shiina, Akira Obara, Hiroshi Takemura, and Hiroshi Mizoguchi
  • 雑誌名: Proceedings of The 15th International Conference on Biomedical Engineering ページ: 116-119
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhancement of Plantar Tactile Sensitivity by Wearable Stabilization Device based on Stochastic Resonance for Fall Prevention (2013)
  • 著者名/発表者名: Satoshi KUDOH, Akira OBARA, Yuu SATOH, Ming DING, Hiroshi MIZOGUCHI and Hiroshi TAKEMURA
  • 雑誌名: Journal of Robotics and Mechatronics 巻: 26 ページ: 888-896
  • 査読あり
• [雑誌論文] Influence of Lower-Leg Muscle Spindle Function in Irregular Surface Walking (2013)
  • 著者名/発表者名: Obara Akira,Yamakoshi Takeshi,Shina Takayuki,Takkemura Hiroshi,Mizoguchi Hiroshi
  • 雑誌名: Proceedings of The 15th International Conference on Biomedical Engineering 巻: - ページ: 387-390
  • 査読あり
• [雑誌論文] 高速度カメラを用いた歩行時足底皮膚移動による足部アーチ機構の評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 小杉真一,田中 康仁,竹村 裕,椎名 崇之,小原 晃,池田 篤俊,小笠原 司
  • 雑誌名: 第40回日本臨床バイオメカニクス学会抄録集 巻: - ページ: 118-118
  • 査読あり
• [雑誌論文] 足底皮膚変位・床反力同時計測装置を用いた歩行時足部アーチ機構の評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 小杉真一，田中康仁，竹村裕，小原晃，椎名崇之，池田篤俊，小笠原司
  • 雑誌名: 日本整形外科学学会誌 巻: 87
  • 査読あり
• [雑誌論文] 冷却による下腿筋筋紡錘機能低下状態での不整地歩行変化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 小原晃,竹村裕,溝口博
  • 雑誌名: 生体医工学 巻: Vo1.50, No.6 ページ: 693-699
  • 査読あり
• [雑誌論文] 冷却による下腿筋筋紡錘機能低下状態での不整地歩行変化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 小原晃
  • 雑誌名: 生体医工学 巻: 50 ページ: 693-699
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of Reduced Plantar Sensation on Human Gaits on Various Terrains (2011)
  • 著者名/発表者名: Shinichiro SUZUKI, Akira CHAKI, Kentaro SEKIGUCHI, Ming DING,Hiroshi TAKEMURA and Hiroshi MIZOGUCHI
  • 雑誌名: Journal of Robotics and Mechatronics 巻: Vol.23, No.2 ページ: 258-265
  • 査読あり
• [雑誌論文] Improvement of Plantar Tactile Sensitivity by Stochastic Resonance for Prevention of Falling (2011)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Kudoh, Ming Ding, Hiroshi Takemura, Hiroshi Mizoguchi
  • 雑誌名: Proceedings of The 4th International Congress on Image and Signal Processing ページ: 187-190
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of Reduced Plantar Sensation on Human Gaits on Various Terrains (2011)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Takemura, 他5名
  • 雑誌名: Journal of Robotics and Mechatronics 巻: 23 ページ: 258-265
  • 査読あり
• [雑誌論文] Improvement of Plantar Tactile Sensitivity By Stochastic Resonance for Prevention of Falling (2011)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Takemura, 他3名
  • 雑誌名: Proceedings of the the 4th International Congress on Image and Signal Processing ページ: 187-190
  • 査読あり
• [学会発表] 高速度カメラを用いた歩行時足底皮膚変位の計測 (2013)
  • 著者名/発表者名: 小杉真一,田中康仁,竹村裕,小原晃,椎名崇之,池田篤俊,小笠原司,春日照之
  • 学会等名: 第20回横浜・京都・奈良バイオメカニクスカンファレンス
  • 発表場所: 奈良県立医科大学
  • 年月日: 2013-12-21
• [学会発表] 高速度カメラを用いた歩行時足底皮膚移動による足部アーチ機構の評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 小杉真一,田中康仁,竹村裕,椎名崇之,小原晃,池田篤俊,小笠原司
  • 学会等名: 第40回日本臨床バイオメカニクス学会抄録集
  • 発表場所: 神戸国際会議場(p.118)
• [学会発表] GAIT DIFFERENCE ON IRREGULAR SURFACE UNDER COOLING LOWER-LEG MUSCLE (2013)
  • 著者名/発表者名: Akira Obara,Takayuki Shiina,Hiroshi Takemura,Hiroshi Mizoguchi
  • 学会等名: 24th Congress of The International Society of Biomechaics (ISB2013) , BGL-WALKING1.08
  • 発表場所: Natal, Burazil(pp.BGL-WALKING1.08)(CD-ROM)
• [学会発表] EVALUATION OF WALKING STABILITY BASED ON PLANTAR SKIN DEFORMATION MEASURED BY FEATURE POINTS (2013)
  • 著者名/発表者名: Takayuki Shiina,Akira Obara,Hiroshi Takemura,Hiroshi Mizoguchi
  • 学会等名: 24th Congress of The International Society of Biomechaics (ISB2013) , BGL-WALKING3.03
  • 発表場所: Natal, Burazil(pp.BGL-WALKING3.03)(CD-ROM)
• [学会発表] WALKING STABILITY MEASURMENT BASED ON PLANTAR SKIN DEFORMATION (2013)
  • 著者名/発表者名: Takayuki Shiina,Akira Obara,Hiroshi Takemura,Hiroshi Mizoguchi
  • 学会等名: 2013 Congress of International Society for Posture and Gait Research
  • 発表場所: Akita view hotel, Akita
• [学会発表] Effect of icing lower-leg muscle during walking on irregular surface (2013)
  • 著者名/発表者名: Akira OBARA, Takayuki SHINA, Hiroshi TAKEMURA, Hiroshi MIZOGUCHI
  • 学会等名: 2013 Congress of sInternational Society for Posture and Gait Research(ISPGR2013)
  • 発表場所: Akita view hotel, Akita
• [学会発表] 歩行安定性評価を目的とした特徴点検出を用いた足裏皮膚変形計測に関する研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 椎名崇之,小原晃,竹村裕,溝口博
  • 学会等名: 日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2013(ROBOMEC2013)講演論文集
  • 発表場所: つくば国際会議場,茨城県つくば市(2P1-G01)(CDROM)
• [学会発表] 特徴点検出を用いた足裏皮膚変形計測による歩行安定性の評価に関する研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 椎名崇之,竹村裕,溝口博
  • 学会等名: 関東学生会第52回学生員卒業研究発表講演会講演前刷集
  • 発表場所: (pp.1-2-04)
• [学会発表] GAIT DIFFERENCE ON IRREGULAR SURFACE UNDER COOLING LOWER-LEG MUSCLE (2013)
  • 著者名/発表者名: Akira Obara，Takayuki Shiina，Hiroshi Takemura，Hiroshi Mizoguchi
  • 学会等名: 24th Congress of The International Society of Biomechaics
  • 発表場所: Natal, Burazil
• [学会発表] EVALUATION OF WALKING STABILITY BASED ON PLANTAR SKIN DEFORMATION MEASURED BY FEATURE POINTS (2013)
  • 著者名/発表者名: Takayuki Shiina，Akira Obara，Hiroshi Takemura，Hiroshi Mizoguchi
  • 学会等名: 24th Congress of The International Society of Biomechaics
  • 発表場所: Natal, Burazil
• [学会発表] WALKING STABILITY MEASURMENT BASED ON PLANTAR SKIN DEFORMATION (2013)
  • 著者名/発表者名: Takayuki Shiina，Akira Obara，Hiroshi Takemura，Hiroshi Mizoguchi
  • 学会等名: 2013 Congress of International Society for Posture and Gait Research
  • 発表場所: Akita
• [学会発表] Effect of icing lower-leg muscle during walking on irregular surface (2013)
  • 著者名/発表者名: Akira OBARA, Takayuki SHINA, Hiroshi TAKEMURA, Hiroshi MIZOGUCHI
  • 学会等名: 2013 Congress of International Society for Posture and Gait Research
  • 発表場所: Akita
• [学会発表] 高速度カメラを用いた歩行時足底皮膚変位の計測 (2013)
  • 著者名/発表者名: 小杉真一，田中康仁,竹村裕,小原晃,椎名崇之,池田篤俊,小笠原司，春日照之
  • 学会等名: 第20回 横浜・京都・奈良 バイオメカニクスカンファレンス
  • 発表場所: 奈良県立医科大学
• [学会発表] 歩行安定性評価を目的とした特徴点検出を用いた足裏皮膚変形計測に関する研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 椎名崇之,小原晃，竹村裕，溝口博
  • 学会等名: 日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2013
  • 発表場所: つくば国際会議場
• [学会発表] 特徴点検出を用いた足裏皮膚変形計測による歩行安定性の評価に関する研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 椎名崇之
  • 学会等名: 関東学生会第52回学生員卒業研究発表講演会
  • 発表場所: 首都大学東京 南大沢キャンパス
• [学会発表] 下腿筋冷却による筋紡錘機能低下が不整地歩行動作に及ぼす影響 (2012)
  • 著者名/発表者名: 小原晃,竹村裕,溝口博
  • 学会等名: 日本機械学会関東支部第51回学生員卒業研究発表講演会
  • 発表場所: 日本大学津田沼キャンパス,千葉県習志野市(pp.401-402)
  • 年月日: 2012-03-09
• [学会発表] 冷却による下腿筋筋紡錘機能低下状態での不整地歩行変化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 小原晃,竹村裕,溝口博
  • 学会等名: 生体医工学シンポジウム2012(JSMES2012)
  • 発表場所: 大阪大学豊中キャンパス,大阪府豊中市(pp.1-2-04)
• [学会発表] 剛性変化のある路面における歩行動作が下腿筋冷却によって受ける影響 (2012)
  • 著者名/発表者名: 小原晃,竹村裕,溝口博
  • 学会等名: 日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2012(ROBOMEC2012)講演論文集
  • 発表場所: アクトシティ浜松,静岡県浜松市(pp.2A2-A01(1)-(4))(CDROM)
• [学会発表] 確率共鳴を利用した足底触覚感度の向上による立位安定性への影響 (2012)
  • 著者名/発表者名: 工藤聡,丁明,竹村裕,溝口博
  • 学会等名: 日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2012(ROBOMEC2012)講演論文集
  • 発表場所: アクトシティ浜松,静岡県浜松市(pp.2A1-A08(1)-(4))(CDROM)
• [学会発表] GAIT DIFFERENCE ON STIFFNESS CHANGE SURFACE UNDER LOWER-LEG MUSCLE (2012)
  • 著者名/発表者名: Akira Obara, Hiroshi Takemura, Hiroshi Mizoguchi
  • 学会等名: 2012 Northwest Biomechanics Symposium (NWBS2012)
  • 発表場所: University of Oregon in Eugene, OR, USA
• [学会発表] モーションキャプチャシステムおよび足裏皮膚変形、床反力同時計測装置 による荷重時足部形態変化の計測 (2012)
  • 著者名/発表者名: 小杉真一
  • 学会等名: 第39回日本臨床バイオメカニクス学会
  • 発表場所: 幕張メッセ
• [学会発表] 確率共鳴を利用した足底触覚感度の向上による立位安定性への影響 (2012)
  • 著者名/発表者名: 工藤聡
  • 学会等名: 日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会
  • 発表場所: アクトシティ浜松
• [学会発表] Effect of Reduced Plantar Sensation on Human Walking (2011)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Takemura
  • 学会等名: International Biomechanics Conference & Annual Meeting of Taiwanese Society of Biomechanics
  • 発表場所: National Chiao University, Hsinchu, Taiwan(招待講演)
  • 年月日: 2011-10-20
• [学会発表] 不安定歩行早期発見を目的とした足裏接触変形・床反力同時計測装置の開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 竹村裕
  • 学会等名: 日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2011
  • 発表場所: 岡山コンベンションセンター,岡山県岡山市
  • 年月日: 2011-05-27
• [学会発表] 確率共鳴を利用した転倒予防のための足底触覚感度の向上 (2011)
  • 著者名/発表者名: 竹村裕
  • 学会等名: 日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2011
  • 発表場所: 岡山コンベンションセンター,岡山県岡山市
  • 年月日: 2011-05-27
• [学会発表] 不安定歩行早期発見を目的とした足裏接触変形・床反力同時計測装置の開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 茶木亮,鈴木信一郎,丁明,竹村裕,溝口博
  • 学会等名: 日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2011 (ROBOMEC2011)講演論文集
  • 発表場所: 岡山コンベンションセンター,岡山県岡山市(pp.2P2-007(1)-(4))(CDROM)
• [学会発表] 確率共鳴を利用した転倒予防のための足底触覚感度の向上 (2011)
  • 著者名/発表者名: 工藤聡,鈴木信一郎,丁明,竹村裕,溝口博
  • 学会等名: 日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2011(ROBOMEC2011)講演論文集
  • 発表場所: 岡山コンベンションセンター,岡山県岡山市(pp.2P2-P01(1)-(4))(CDROM)
• [備考] 研究室ホームページ:
  • URL: http://www.rs.noda.tus.ac.jp/brlab/
• [備考] 生体機械学研究室 Biomechanics Research Laboratory
  • URL: http://www.rs.noda.tus.ac.jp/brlab/