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2018 年度 実績報告書

姿勢を矯正しつつ歩容改善するための歩行訓練器開発とその臨床評価

研究課題

研究課題/領域番号 15H03951
研究機関高知工科大学

研究代表者

王 碩玉  高知工科大学, システム工学群, 教授 (90250951)

研究分担者 向殿 政男  明治大学, 理工学部, 名誉教授 (00061987)
石田 健司  高知大学, 教育研究部医療学系臨床医学部門, 准教授 (10274367)
細田 里南  高知大学, 医学部附属病院, 理学療法士 (10626138)
藤江 正克  早稲田大学, 理工学術院, 名誉教授 (20339716)
永野 靖典  高知大学, 教育研究部医療学系臨床医学部門, 助教 (30380372)
榎 勇人  徳島文理大学, 保健福祉学部, 教授 (40598538)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
キーワード姿勢矯正 / 歩容改善 / 全方向歩行 / 訓練器 / 安全性確保 / 転倒予防 / オムニホイール / 低振動
研究実績の概要

高齢者の歩行訓練では、歩行距離など量的指導が主流である。しかし、歩行には、量と質の両面がある。 歩行の質(歩幅距離や速度、床反力など)は直接に歩容へ反映する。歩容が悪くなると、転倒リスクが増える。本研究では、高齢者の歩容改善を大目的として、体幹姿勢と歩行の関係に着目し、歩行時の姿勢を可能な範囲で正しく矯正し、歩行の質を向上する歩行訓練器を開発し、臨床試験によりその有効性を検証する。本年度は、まず、推定された具体的な歩行意図に対して、乗り心地よく支援するための経路および軌道の生成法を開発した。次に、医療機関での臨床試験では、長走行距離訓練の安全性を確保するために、メカニカル的な機構精度と周囲環境計測精度を改善した。さらに20名の被験者(途中で脱落は一名)を対象として試験を行った。年齢の内訳は、20歳代7名(22―24歳:平均22.6歳)、50歳代4名(51―59歳:平均55.3歳)、60歳代3名(60-63歳:平均61.3歳)、70歳代6名(71-79歳:平均74.8歳)であった。以下に概要を述べる。これらの知見は、今後、体幹姿勢を矯正しながら、歩行訓練の重要なエビデンスになる。
・20代の被験者試験では、姿勢を矯正することにより、床反力の垂直成分の変化があることを確認した。床反力の垂直成分の変化は歩行訓練速度にも依存することが見られた。また、体幹姿勢を同様に矯正する条件では、歩行方向および膝角度の違いによって、歩行時に使用される筋力は異なることが分かった。
・50歳代~70歳代被験者試験では、1名の脱落者を除いた12名は全ての訓練を完遂し、訓練前後の評価が行えた。UP&GOテスト、距離と時間・歩隔距離、バランス能力において有意に改善された。更に「補正」傾斜(地面に対する体幹の角度)が、訓練前は5.1度、訓練後3.8度に、有意(P=0.0464)に改善していた。

現在までの達成度 (段落)

平成30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

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 3件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Dynamic Output Feedback Control for a Walking Assistance Training Robot to Handle Shifts in the Center of Gravity and Time-varying Arm of Force in Omniwheel2020

    • 著者名/発表者名
      Hongbin Chang, Shuoyu Wang and Ping Sun
    • 雑誌名

      International Journal of Advanced Robotic Systems

      巻: 17 ページ: 1-14

    • DOI

      https://doi.org/10.1177/1729881419846737

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Tracking Control and Identification of Interaction Forces for a Rehabilitative Training Walker whose Centre of Gravity Randomly Shifts2019

    • 著者名/発表者名
      Ping Sun, Shuoyu Wang and Hongbin Chang
    • 雑誌名

      International Journal of Control

      巻: Published online ページ: 1-13

    • DOI

      https://doi.org/10.1080/00207179.2019.1635271

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Interaction Forces Identification Modelingand Tracking Control for Rehabilitative Training Walker2019

    • 著者名/発表者名
      PingSun, WenjiaoZhang, ShuoyuWang and HongbinChang
    • 雑誌名

      Journal of Advanced Computational Intelligence and IntelligentInformatics

      巻: 23 ページ: 183-19

    • DOI

      https://doi.org/10.20965/jaciii.2019.p0183

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Investigation of Factors Related to Bimodality of Floor Reaction Force Vertical Component During Walking in Community-dwelling Elderly Population:Examination of Trunk Posture and Spinal Mobility, Gait Instruction2019

    • 著者名/発表者名
      Hayato Enoki, Kenji Ishida, Shuoyu Wang
    • 学会等名
      ISPRM2019
    • 国際学会
  • [学会発表] 歩行支援機による立ち上がり支援方法の検討2019

    • 著者名/発表者名
      西垣 尚也, 王 碩玉,瀋 博,榎 勇人,石田健司
    • 学会等名
      第20回計測自動制御学会第20回計測自動制御学会SI講演会
  • [学会発表] 歩行訓練機による膝角度変化時の歩行と立位歩行の筋肉使用度合の比較2019

    • 著者名/発表者名
      舛 健太, 王 碩玉, 瀋 博
    • 学会等名
      日本知能情報ファジィ学会 ソフトロボティックス研究会 第17回ポトラック&ワークショップ
  • [学会発表] 姿勢制御型歩行訓練機による下肢筋肉の使用度合の関係2019

    • 著者名/発表者名
      中村 健, 王 碩玉, 瀋 博
    • 学会等名
      日本知能情報ファジィ学会 ソフトロボティックス研究会 第17回ポトラック&ワークショップ
  • [学会発表] 脚部表面筋電位を用いた歩行方向意図識別手法の開発2019

    • 著者名/発表者名
      福本 勇樹,王 碩玉,瀋 博
    • 学会等名
      日本機械学会中国四国支部第56期総会・講演会論文集

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公開日: 2023-12-25  

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