歩行中の力学的エネルギー変換効率評価システムの開発と臨床評価

• 研究課題/領域番号: 26750195
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: リハビリテーション科学・福祉工学
• 研究機関: 北海道科学大学
• 研究代表者: 春名 弘一 北海道科学大学, 保健医療学部, 講師 (00712168)
• 研究協力者: 稲垣 潤 ; 昆 恵介
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円); 2016年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2015年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2014年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
• キーワード: 人間医工学 / リハビリテーション / 理学療法

研究成果の概要

身体質量重心の力学的エネルギー変換効率は、歩行中の重力の効率利用の程度を定量的に表す指標である。従来の算出手法では、三次元動作解析装置や床反力計を設置した実験室環境が必要で、臨床現場での評価に障壁になっていた。本研究の目的は、身体質量重心の力学的エネルギー変換効率の評価を臨床現場で可能とするシステムを開発することである。
本システムにはKinect V2センサを採用し、歩行中の身体質量重心の位置を自動的に取得し、力学的エネルギー変換効率をリアルタイムに算出するアプリケーションを開発した。本システムと従来手法とのデータの誤差率は1％未満と低く、臨床場面で運用する上では支障のない範囲であった。

研究成果

• [雑誌論文] kinectセンサーを用いた身体剛性重心の検出と精度 (2017)
  • 著者名/発表者名: 稲垣潤，春名弘一，昆恵介，本郷節之，岡崎哲夫
  • 雑誌名: 歩行分析研究会誌 巻: 印刷中
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of an algorithm to predict comfort of wheelchair fit based on clinical measures (2015)
  • 著者名/発表者名: Keisuke Kon, Yasuyuki Hayakawa, Shingo Shimizu,Toshiya Nosaka,Takeshi Tsuruga, Hiroyuki Matubara,Tomohiro Nomura, Shin Murahara,Hirokazu Haruna,Takumi Ino, Jun Inagaki, Toshiki Kobayashi
  • 雑誌名: Journal of Physical Therapy Science 巻: 27（9） ページ: 2813-2816
  • NAID: 130005101132
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Kinectを用いた運動学習支援の試み (2016)
  • 著者名/発表者名: 稲垣 潤, 中島 寿宏, 春名 弘一, 昆 恵介, 佐藤 洋一郎, 本郷 節之, 岡崎 哲夫
  • 学会等名: 電気・情報関係学会 北海道支部連合大会
  • 発表場所: 北海学園大学 山鼻キャンパス
  • 年月日: 2016-11-05
• [学会発表] エネルギー変換効率を指標とした小型歩容解析システムの検討 (2016)
  • 著者名/発表者名: 稲垣潤，春名弘一，昆恵介，本郷節之，岡崎哲夫
  • 学会等名: 第15回情報科学技術フォーラム
  • 発表場所: 富山大学五福キャンパス
  • 年月日: 2016-09-07
• [学会発表] 可動域制限のある脳卒中片麻痺者に対する短下肢装具内補高の適応外症例の報告 (2016)
  • 著者名/発表者名: 昆 恵介，春名弘一，清水新悟，村原伸，早川康之，小林俊樹，敦賀健志，秋山正晴，稲垣潤
  • 学会等名: 第23回日本義肢装具士協会学術大会
  • 発表場所: 神戸国際会議場
  • 年月日: 2016-07-16
• [学会発表] 中学生を対象としたリアルタイム運動学習支援システムの開発－Kinectシステムによるフィードバックの効果－ (2016)
  • 著者名/発表者名: 中島寿宏，昆恵介，春名弘一，佐藤洋一郎，秋野禎見，稲垣潤
  • 学会等名: 日本運動・スポーツ科学学会 第23回大会
  • 発表場所: 北海道科学大学
  • 年月日: 2016-07-02
• [学会発表] Effect of rocker shoes on body center of mass mechanical energy conversion efficiency during walking (2016)
  • 著者名/発表者名: H.Haruna, J.Inagaki, K.Kon, T. Ino, Y.Tanahashi, S.Hosoya, M.Kamoshida, Y.Sato, N.Kato, S.Shimizu, T.Kobayashi
  • 学会等名: 5th Asia Oceanian Conference of Physical & Rehabilitation Medicine
  • 発表場所: フィリピン共和国
  • 年月日: 2016-02-18
  • 国際学会
• [学会発表] A Method for Measuring the Center of Mass of the Human Body Using Kinect Sensors (2016)
  • 著者名/発表者名: J. Inagaki, H. Haruna, K. Kon, S.Shimizu, T. Ino, S. Hosoya, Y. Tanahashi, T. Okazaki, S. Hongo
  • 学会等名: 5th Asia Oceanian Conference of Physical & Rehabilitation Medicine
  • 発表場所: フィリピン共和国
  • 年月日: 2016-02-18
  • 国際学会
• [学会発表] 歩行中の力学的エネルギーにおける臨床指向型評価システムの開発研究～第2報:新旧Kinectセンサの同時計測による精度検証～ (2015)
  • 著者名/発表者名: 春名弘一、稲垣潤、昆恵介、清水新悟、棚橋嘉美、細谷志帆、鴨志田麻実子、井野拓実、加藤士雄、佐藤洋一郎
  • 学会等名: 第2回日本支援工学理学療法学術集会
  • 発表場所: 首都大学東京（東京都）
  • 年月日: 2015-12-13
• [学会発表] Kinect を用いた歩行過程におけるエネルギー変換効率の可視化 (2015)
  • 著者名/発表者名: 稲垣潤, 春名弘一, 昆恵介, 本郷節之, 岡崎哲夫
  • 学会等名: 電気・情報関係学会北海道支部連合大会
  • 発表場所: 北見工業大学（北海道）
  • 年月日: 2015-11-07
• [学会発表] Kinect2カメラを利用した三次元歩行分析システムの開発と評価 (2015)
  • 著者名/発表者名: 昆恵介、稲垣潤、春名弘一、清水新悟、敦賀健志、小林俊樹、村原伸、早川康之
  • 学会等名: 第37回臨床歩行分析研究会定例会
  • 発表場所: 九州看護福祉大学（熊本県）
  • 年月日: 2015-10-18
• [学会発表] Kinectを用いた身体合成重心の測定による歩容解析の検討 (2015)
  • 著者名/発表者名: 稲垣潤，春名弘一，昆恵介，本郷節之，岡崎哲夫
  • 学会等名: 情報科学技術フォーラム
  • 発表場所: 愛媛大学（愛媛県）
  • 年月日: 2015-09-15
• [学会発表] 脳卒中片麻痺者における底屈制動短下肢装具“Gait Solution”使用時の運動制御変化 (2015)
  • 著者名/発表者名: 春名弘一，昆恵介，細谷志帆，棚橋嘉美，井野拓実
  • 学会等名: 第24回バイオメカニズム・シンポジウム
  • 発表場所: 岩室温泉ゆもとや（新潟県）
  • 年月日: 2015-07-24
• [学会発表] 底屈制動短下肢装具が身体質量重心の力学的エネルギー変換効率に与える影響 (2014)
  • 著者名/発表者名: 春名弘一, 稲垣 潤, 昆 恵介, 井野拓実, 難波志帆, 棚橋嘉美, 加藤士雄, 鴨志田麻実子
  • 学会等名: 第1回日本支援工学理学療法学会学術大会
  • 発表場所: 首都大学東京（東京都荒川区）
  • 年月日: 2014-12-14
• [学会発表] 歩行中の力学的エネルギーにおける臨床指向型評価システムの開発研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 春名弘一, 稲垣 潤, 昆 恵介, 井野拓実, 難波志帆, 棚橋嘉美, 加藤士雄, 鴨志田麻実子
  • 学会等名: 第1回日本支援工学理学療法学会学術大会
  • 発表場所: 首都大学東京（東京都荒川区）
  • 年月日: 2014-12-14
• [学会発表] 歩容解析のためのKinect を用いたCOG測定に関する考察 (2014)
  • 著者名/発表者名: 稲垣潤,春名弘一,昆 恵介,岡崎哲夫,本郷節之
  • 学会等名: 電気・情報関係学会北海道支部連合大会
  • 発表場所: 北海道科学大学（北海道札幌市）
  • 年月日: 2014-10-25 – 2014-10-26
• [学会発表] Kinectセンサを利用した三次元動作解析システムの評価 (2014)
  • 著者名/発表者名: 昆恵介、稲垣潤、春名弘一、清水新悟、野村知広、松原裕幸
  • 学会等名: 第36回臨床歩行分析研究会定例会
  • 発表場所: 東京工科大学（東京都大田区）
  • 年月日: 2014-10-25
• [学会発表] kinectデバイスを用いた身体合成重心の力学的エネルギー変換効率の算出 (2014)
  • 著者名/発表者名: 春名弘一、稲垣潤、昆恵介、清水新悟、井野拓実、難波志帆、棚橋嘉美、加藤士雄、鴨志田麻実子
  • 学会等名: 第30回日本義肢装具学会学術大会
  • 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: 2014-10-18 – 2014-10-19
• [学会発表] kinectデバイスを用いた身体合成重心位置算出における片麻痺歩行の評価 (2014)
  • 著者名/発表者名: 昆恵介、春名弘一、稲垣潤、清水新悟
  • 学会等名: 第30回日本義肢装具学会学術大会
  • 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: 2014-10-18 – 2014-10-19
• [学会発表] Development of Clinic-Oriented System for Evaluating Mechanical Energy of Body Center of Mass (2014)
  • 著者名/発表者名: H.Haruna, J.Inagaki, K.Kon, T.Tsuruga, S.Shimizu, T.Ino, S.Namba, Y.Tanahashi, M.Kamoshida, N.Kato and T.Tanaka
  • 学会等名: 1st Global Conference on Biomedical Engineering・9th Asian Pacific Conference on Medical and Biological Engineering
  • 発表場所: National Cheng Kung University (Tainan, Taiwan)
  • 年月日: 2014-10-09 – 2014-10-12
• [学会発表] A Kinect-based Method to Measure the Center of Mass of the Human Body (2014)
  • 著者名/発表者名: J.Inagaki, H.Haruna, K.kon, T.Okazaki, S.Hongo, M.Haseyama and T.Tanaka
  • 学会等名: 1st Global Conference on Biomedical Engineering ・9th Asian Pacific Conference on Medical and Biological Engineering
  • 発表場所: National Cheng Kung University(Tainan, Taiwan)
  • 年月日: 2014-10-09 – 2014-10-12
• [学会発表] ゲーム用デバイスを利用した脳卒中患者に対する歩行評価システムの構築 (2014)
  • 著者名/発表者名: 昆恵介，春名弘一，稲垣潤，清水新悟
  • 学会等名: 日本義肢装具士協会学会
  • 発表場所: 金沢歌劇座（石川県金沢市）
  • 年月日: 2014-07-05 – 2014-07-06