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起立・歩行動作解析を基軸とした要介護リスク診断プラットフォームの創出

研究課題

研究課題/領域番号 23K24707
補助金の研究課題番号 22H03449 (2022-2023)
研究種目

基盤研究(B)

配分区分基金 (2024)
補助金 (2022-2023)
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
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

藤本 雅大  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 研究グループ長 (10732919)

研究分担者 小林 吉之  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 研究チーム長 (00409682)
工藤 将馬  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 研究員 (00940181)
佐保 賢志  立命館大学, 理工学部, 准教授 (00732900)
長野 明紀  立命館大学, スポーツ健康科学部, 教授 (30392054)
福田 治久  九州大学, 医学研究院, 准教授 (30572119)
上村 一貴  大阪公立大学, 大学院リハビリテーション学研究科, 准教授 (50735404)
研究期間 (年度) 2024-04-01 – 2026-03-31
研究課題ステータス 交付 (2024年度)
配分額 *注記
17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)
2025年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2024年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2023年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2022年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
キーワード動作分析 / 歩行 / 転倒 / 高齢者
研究開始時の研究の概要

椅子からの起立や歩行に代表される日常生活動作の特徴から要介護の主要因となる転倒・認知症のリスクが推定できることから,これら動作の詳細な解析が要介護リスク因子の早期発見に効果的と考えられる.そこで本研究では,臨床や健診の現場で活用可能な小型の簡易センサを用いた遠隔計測を基軸とした動作特徴の推定手法の開発と,それを活用した要介護リスク診断プラットフォームの構築を目的とする.本研究成果の社会実装により,要介護リスクの早期発見と介入を促進する社会基盤の構築を目指す.

研究実績の概要

本研究課題は,健康診断などの現場でも利用可能な小型の計測機器を活用した動作特徴の推定手法の開発と,それを活用した要介護リスク評価の基盤技術の構築を目指している.
本年度は,身体・運動・認知機能レベルの異なる個人の歩行中の身体運動の計測と特徴量の抽出を実施した.具体的には,加齢や疾患により筋肉量が減少し,筋力・身体機能の低下した状態である「サルコペニア」と,健康な状態と要介護状態の中間に位置し,身体・認知機能の低下が見られる状態である「フレイル」に着目し,サルコペニアやフレイル状態の高齢者における歩行を計測した.
握力測定の結果から,筋力が低下していることが予想される65歳以上の健常高齢者20名(男女各10名ずつ)の歩行を実験室で計測した.質問紙による認知機能の評価も合わせて実施した.歩行を評価する指標として,歩幅や歩行速度などの時間空間変数や関節角度などの運動学的変数を算出し,これまでに取得した健常高齢者の結果と比較した.
計測した高齢者20名のうち,4名がフレイル,残り16名がプレフレイルに該当した.また,10名がサルコペニアに該当し,そのうち3名はフレイルと合併していた.また,8名が転倒経験者,15名が軽度認知障害(Mild Cognitive Impairment: MCI)に該当した.サルコペニアとフレイルの合併した者は,健常高齢者と比較して,歩行速度や歩幅等の低下や,ストライド時間のばらつきの増大が認められた.また,特につま先離地のフェーズにおいて,股・膝・足関節角度のばらつきが大きかった.身体・運動・認知機能が低下し,要介護リスクが高い高齢者では,歩行速度や歩幅等の低下に加えて,下肢の関節運動のばらつきが増大する可能性が示唆された.

現在までの達成度
現在までの達成度

2: おおむね順調に進展している

理由

本年度は,身体・運動・認知機能レベルの低下した個人の歩行分析を実施し,機能低下に関連する動作の特徴量を明らかにした.当初の計画通りであり,研究は予定通り順調に進んでいる.

今後の研究の推進方策

最終年度も引き続き,サルコペニアやフレイル状態に代表される身体・運動・認知機能の低下した高齢者における起立・歩行データの収集を進める.これまでに蓄積された実験室レベル・現場レベルのデータを総合的に活用することで,身体・運動・認知機能レベルを評価するモデルおよびシステムの構築を目指す.

報告書

(3件)
  • 2024 実施状況報告書
  • 2023 実績報告書
  • 2022 実績報告書
  • 研究成果

    (29件)

すべて 2025 2024 2023 2022 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 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 (15件) (うち国際学会 4件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] University of Maryland, Baltimore(米国)

    • 関連する報告書
      2024 実施状況報告書
  • [国際共同研究] University of Maryland, Baltimore(米国)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Maryland, Baltimore(米国)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] Effects of aging-related muscle degeneration on dynamic stability during walking: a musculoskeletal computer simulation study2025

    • 著者名/発表者名
      Kudo Shoma、Fujimoto Masahiro、Nagano Akinori
    • 雑誌名

      Frontiers in Bioengineering and Biotechnology

      巻: 12 ページ: 1524751-1524751

    • DOI

      10.3389/fbioe.2024.1524751

    • 関連する報告書
      2024 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Is lateral external perturbation training more beneficial for protective stepping responses than voluntary stepping training in stroke? A pilot randomized control study2024

    • 著者名/発表者名
      Lanza Marcel B.、Fujimoto Masahiro、Magder Larry、McCombe-Waller Sandy、Rogers Mark W.、Gray Vicki L.
    • 雑誌名

      Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation

      巻: 21 号: 1 ページ: 199-199

    • DOI

      10.1186/s12984-024-01495-7

    • 関連する報告書
      2024 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Modular Robot Wear for Walking Assistance According to Physical Functionality2024

    • 著者名/発表者名
      Ogata Kunihiro、Futawatari Toshiki、Fujimoto Masahiro、Imamura Yumeko、Matsumoto Yoshio
    • 雑誌名

      2024 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS)

      巻: 2024 ページ: 4651-4657

    • DOI

      10.1109/iros58592.2024.10801867

    • 関連する報告書
      2024 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Knee sleeves improve gait symmetry during fast walking in older adults2024

    • 著者名/発表者名
      Inai Takuma、Kudo Shoma、Tsuchida Wakako、Fujimoto Masahiro
    • 雑誌名

      Frontiers in Bioengineering and Biotechnology

      巻: 12 ページ: 1394314-1394314

    • DOI

      10.3389/fbioe.2024.1394314

    • 関連する報告書
      2024 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Wearable Device and Algorithm for Fall Prevention: Monitoring Fall Risk Using Foot Motion Measured by an In-Shoe Motion Sensor2024

    • 著者名/発表者名
      Huang Chenhui、Nihey Fumiyuki、Inai Takuma、Kobayashi Yoshiyuki、Fujita Koji、Yamamoto Akiko、Fujimoto Masahiro、Fukushi Kenichiro、Nakahara Kentaro
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement

      巻: 73 ページ: 1-12

    • DOI

      10.1109/tim.2024.3436068

    • 関連する報告書
      2024 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of auditory deprivation on adaptive locomotion: Interaction with lower visual field occlusion2023

    • 著者名/発表者名
      Sakurai Ryota、Miura Yuka、Kodama Kentaro、Fujimoto Masahiro
    • 雑誌名

      Behavioural Brain Research

      巻: 455 ページ: 114671-114671

    • DOI

      10.1016/j.bbr.2023.114671

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optimal degrees of freedom of the lower extremities for human walking and running2023

    • 著者名/発表者名
      Kudo Shoma、Fujimoto Masahiro、Sato Takahiko、Nagano Akinori
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 13 号: 1 ページ: 13-17

    • DOI

      10.1038/s41598-023-43239-y

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Comparison of Machine Learning Methods and Gait Characteristics for Classification of Fallers and Non-fallers2023

    • 著者名/発表者名
      Hiyama Takahiro、Kobayashi Yoshiyuki、Matsumoto Yoshio、Murai Akihiko、Fujimoto Masahiro、Ozawa Jun、Mochimaru Masaaki
    • 雑誌名

      Advanced Biomedical Engineering

      巻: 12 号: 0 ページ: 182-192

    • DOI

      10.14326/abe.12.182

    • ISSN
      2187-5219
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Development of a data platform for monitoring personal health records in Japan: The Sustaining Health by Integrating Next-generation Ecosystems (SHINE) Study2023

    • 著者名/発表者名
      Fukuda H., Murata F., Azuma S., Fujimoto M., Kudo S., Kobayashi Y., Saho K., Nakahara K., Ono R.
    • 雑誌名

      Plos one

      巻: 18 号: 2 ページ: 1-13

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0281512

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Identification of characteristics of foot position and angle during swing phase in fallers using principal component analysis2023

    • 著者名/発表者名
      Inai T., Kobayashi Y., Huang C., Fujita K., Fujimoto M., Nihey F., Yamamoto A., Nakajima K., Nakahara K., Kutsuzawa G., Fukushi K., Kudo S.
    • 雑誌名

      Frontiers in Bioengineering and Biotechnology

      巻: 11 ページ: 1-13

    • DOI

      10.3389/fbioe.2023.1117884

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Estimation of Gait Parameters From Trunk Movement Measured by Doppler Radar2022

    • 著者名/発表者名
      Saho Kenshi、Shioiri Keitaro、Kudo Shoma、Fujimoto Masahiro
    • 雑誌名

      IEEE Journal of Electromagnetics, RF and Microwaves in Medicine and Biology

      巻: 6 号: 4 ページ: 461-469

    • DOI

      10.1109/jerm.2022.3198814

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] AIST歩行データベースを用いたヒトの歩行姿勢解析に関する取り組み2025

    • 著者名/発表者名
      工藤 将馬、稲井 卓真、土田 和可子、藤本 雅大
    • 学会等名
      つくば医工連携フォーラム2025
    • 関連する報告書
      2024 実施状況報告書
  • [学会発表] サルコペニアを有する高齢2型糖尿病患者の歩行解析2025

    • 著者名/発表者名
      土田 和可子、小林 俊博、眞鍋 朋誉、稲井 卓真、木戸 康平、工藤 将馬、吉村 崇史、佐伯 岳信、福長 健作、井町 仁美、村尾考児、藤本 雅大
    • 学会等名
      つくば医工連携フォーラム2025
    • 関連する報告書
      2024 実施状況報告書
  • [学会発表] サルコペニアを有する高齢2型糖尿病患者における歩行時関節可動域の検討2024

    • 著者名/発表者名
      眞鍋 朋誉、小林 俊博、土田 和可子、藤本 雅大、稲井 卓真、木戸 康平、工藤 将馬、大家 利彦、福長 健作、井町 仁美、村尾考児
    • 学会等名
      第67回日本糖尿病学会年次学術集会
    • 関連する報告書
      2024 実施状況報告書
  • [学会発表] 骨格筋量の減少が高齢2型糖尿病患者の歩行に及ぼす影響2024

    • 著者名/発表者名
      小林 俊博、眞鍋 朋誉、土田 和可子、吉村 崇史、佐伯 岳信、福長 健作、井町 仁美、藤本 雅大、稲井 卓真、木戸 康平、工藤 将馬、村尾考児
    • 学会等名
      第97回日本内分泌学会学術総会
    • 関連する報告書
      2024 実施状況報告書
  • [学会発表] 主成分分析による高齢者における最大歩行時の関節運動のばらつきの特徴2024

    • 著者名/発表者名
      土田 和可子、稲井 卓真、工藤 将馬、小林 吉之、藤本 雅大
    • 学会等名
      第78回 日本体力医学会大会
    • 関連する報告書
      2024 実施状況報告書
  • [学会発表] 高齢2型糖尿病患者における骨格筋量と身体動作に関する検討2024

    • 著者名/発表者名
      小林 俊博、土田 和可子、眞鍋 朋誉、小森 くるみ、吉村 崇史、佐伯 岳信、福長 健作、井町 仁美、藤本 雅大、村尾考児
    • 学会等名
      第24回 日本内分泌学会 四国支部学術集会
    • 関連する報告書
      2024 実施状況報告書
  • [学会発表] 転倒・認知症の発生・発症の早期発見に向けた歩行計測の取り組みについて2024

    • 著者名/発表者名
      藤本 雅大
    • 学会等名
      LIFE DB カンファレンス
    • 関連する報告書
      2024 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Modular Robot Wear for Walking Assistance According to Physical Functionality2024

    • 著者名/発表者名
      K. Ogata, T. Futawatari, M. Fujimoto, Y. Imamura and Y. Matsumoto
    • 学会等名
      2024 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS)
    • 関連する報告書
      2024 実施状況報告書
  • [学会発表] 座位での足踏み動作のばらつきによる転倒経験者と非転倒経験者の分類―必要な最小時間分解能の検討―2024

    • 著者名/発表者名
      和田直樹,またの木直子,峰悠子,土田和可子,稲井卓真,工藤将馬,前田和可子,藤本雅大,小林吉之
    • 学会等名
      日本転倒予防学会第11回学術集会
    • 関連する報告書
      2024 実施状況報告書
  • [学会発表] 1.Effects of age-related degeneration on dynamic stability during walking: a musculoskeletal computer simulation study2023

    • 著者名/発表者名
      Shoma Kudo, Masahiro Fujimoto, Akinori Nagano
    • 学会等名
      XXIX Congress of International Society of Biomechanics
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 膝サポーターの着用が歩行の対称性に与える影響2023

    • 著者名/発表者名
      稲井 卓真、工藤 将馬、土田 和可子、藤本 雅大
    • 学会等名
      第28回日本基礎理学療法学術大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Age-associated effect of pre-step interlimb weight shifting on rapid sidestepping is related to fall history and hip strength2022

    • 著者名/発表者名
      Fujimoto M; Kudo S; Rogers MW
    • 学会等名
      ISPGR World Congress 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Age-related differences in sit-to-stand motor strategy: a musculoskeletal computer simulation analysis2022

    • 著者名/発表者名
      Kudo S; Nagano A; Fujimoto M
    • 学会等名
      ISPGR World Congress 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Detection of fall-risk-related gait differences in elderly using micro-doppler radar remote sensing2022

    • 著者名/発表者名
      Saho K, Fujimoto M, Kobayashi Y, and Matsumoto M
    • 学会等名
      The 17th International Symposium of 3DAHM
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 機械学習を利用した歩容画像に基づく転倒リスク推定2022

    • 著者名/発表者名
      樋山貴洋、小林吉之、松本吉央、村井昭彦、藤本雅大、小澤順、持丸正明
    • 学会等名
      生体医工学シンポジウム2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2025-12-26  

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