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2019 年度 実績報告書

計算機シミュレーションを援用した義足の適合・設計技術確立のための基礎的研究

研究課題

研究課題/領域番号 15H03052
研究機関金沢大学

研究代表者

内藤 尚  金沢大学, フロンティア工学系, 准教授 (40392203)

研究分担者 中村 隆  国立障害者リハビリテーションセンター(研究所), 研究所 義肢装具技術研究部, 義肢装具士長 (40415360)
田中 志信  金沢大学, フロンティア工学系, 教授 (40242218)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2020-03-31
キーワード義足 / 適合 / 評価 / 計算機シミュレーション / 福祉用具 / 支援機器
研究実績の概要

本研究の目的は, 計算機シミュレーションを援用した義足の適合・設計技術の基盤を確立することである.これまで開発してきた身体運動シミュレーション技術に加えて,義足着用者の断端部の応力分布などの負荷を推定する技術,義足の特性や個人ごとの身体特性に依存する身体運動を定量的に予測する技術を開発し,それらを統合することで義足の適合性評価の支援ツールとして応用する.本年度は主に次の3点の課題を実施した.実績は以下の通りである.
① 姿勢・運動計測手法の評価
義足着用時の運動を計測するために計測場所などに制限が少ない慣性センサを用いた運動計測手法における現実的なキャリブレーション手法を提案し,その計測精度について評価を行った.ひざなどの1軸の回転関節において既存のモーションキャプチャー装置と比較して1°程度の誤差となった.また,立位で計測することができる垂直型OpenMRIを用いて荷重下の下肢の骨・軟部組織の計測を行い,踵骨や中足骨程度のサイズであれば既存のMRIと同程度に形状・姿勢を計測できることがわかった.
② 計算機を援用した適合・設計支援システムの改良
これまでの課題で構築してきた順動力学的解析が可能な義足・身体運動解析システムに加えて,多リンク構造からなる義足部品を含めた義足を着用した際のシミュレーションができるようソフトウェアを書き直し,システムの改良を行った.これによりより一般的な義足の評価が可能となる.

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2020 2019

すべて 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [学会発表] 徒手ROM訓練支援システム用模擬脚のためのサーボモータによる関節受動抵抗の再現2020

    • 著者名/発表者名
      平野靖治,内藤尚,田中志信
    • 学会等名
      日本機械学会北陸信越学生会 第49回学生員卒業研究発表講演会
  • [学会発表] Shape measurement of the transfemoral residual limb on standing magnetic resonance imaging: A preliminary study with a single subject2019

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Maruyama, Takashi Nakamura, Mitsumoto Atsuko, Masato Maeno, Tosiaki Miyati, Naoki Ohno, Hisashi Naito, Yoshiko Tobimatsu
    • 学会等名
      ISPO 2019
    • 国際学会
  • [学会発表] 歩行の神経筋骨格モデルと支援機器開発への展開2019

    • 著者名/発表者名
      内藤尚
    • 学会等名
      2019年度電気・情報関係学会北陸支部連合大会
    • 招待講演
  • [学会発表] 9軸センサを用いた身体運動計測のための軸合わせ補正アルゴリズム2019

    • 著者名/発表者名
      岩切悠河,内藤尚,田中志信
    • 学会等名
      LIFE2019
  • [学会発表] 順動力学シミュレーションを用いた義足膝継手の機能が歩行運動に与える影響の検討2019

    • 著者名/発表者名
      内藤尚,谷本 龍馬,大崎謙悟,田中 志信
    • 学会等名
      日本機械学会2019 年度年次大会
  • [学会発表] 立位MR画像を用いたヒト足部骨格の荷重による位置姿勢変化の計測2019

    • 著者名/発表者名
      横野拓也, 田中怜弥, 内藤尚, 田中志信
    • 学会等名
      R1年度日本生体医工学会北陸支部

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公開日: 2021-01-27  

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