| 研究課題/領域番号 |
15K01660
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| 研究機関 | 高知工科大学 |
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研究代表者 |
芝田 京子 高知工科大学, システム工学群, 准教授 (00307117)
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| 研究分担者 |
佐藤 公信 国立研究開発法人情報通信研究機構, ナショナルサイバートレーニングセンターサイバートレーニング研究室, 主任研究員 (90461384)
武政 龍一 高知大学, 教育研究部医療学系臨床医学部門, 准教授 (20294837)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | 腰椎椎間板負荷 / 脊柱姿勢 / 慣性センサ / モーメント |
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| 研究実績の概要 |
本研究では、日常生活の中でウエアラブルセンサにより脊柱姿勢を測定し、ユーザが正しい姿勢を体で憶え自らの意思で正しい姿勢を維持することをサポートするシステムを開発することで、姿勢の悪さによる腰痛を未然に防ぐことにつなげる。
昨年度までに腰痛予防の観点から、脊柱姿勢に加え腰椎椎間板負荷比もセンシングして両者から姿勢を評価することが有効であることを示した。そこで、今年度は、ウエアラブル化を実現するため、慣性センサを選定し、これまで光学式モーションキャプチャで推定していた腰椎椎間板負荷比を慣性センサ2個で実現し、これまでと同等の精度で推定可能なことを示した。さらに、慣性センサ2個を追加して脊柱姿勢も同時測定可能な信号処理アルゴリズムを開発した。このとき、センサデータをBluetoothにより無線でスマートフォンへ送り、スマートフォンからHTTPSによりWebサーバへ送信する環境を構築した。腰椎椎間板負荷比の推定においては、動作中への適用について、昨年度までにゆっくりした動きで有用性が得られたので、速い動きへの適用を検討した。くしゃみなどの速い動きについても腰椎部形状を測定、負荷を推定可能であることが確認できたが、さらなる精度向上のためには加速度を加味した新しいアルゴリズムの開発が必要であることがわかった。また、これまで主に重量物を持たない姿勢で提案法の妥当性を得ていたが、重量物を持った場合に、腰椎系を梁と考え腰にかかるモーメントとして腰椎椎間板への負荷を推定する方法を新たに提案した。具体的には骨盤傾斜による腰椎部の曲げを考慮する方法を簡易モデルによる重回帰分析より検討し、有用性を得た。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
H28年度までに2次元脊柱姿勢を測定可能なセンサシステムを開発したが、無線化のためのセンサ選定と、スマートフォンとのデータ通信部分の実装に時間を要した。また、腰痛予防の観点から脊柱姿勢とあわせて腰椎椎間板負荷比の推定が有効であることがわかり、今年度は負荷比推定の適用範囲を拡げ精度を向上できたことが大きな成果である。しかしながら、上記の作業増加により、姿勢改善のためのバイオフィードバック機能追加を実装することができなかった。また、椎間板負荷比の精度向上につき、学会の開催時期との兼ね合いから成果公表に至らず、やや進捗が遅れた。
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| 今後の研究の推進方策 |
引き続き、姿勢改善のためのバイオフィードバックの仕組みを構築する。また、腰の曲げモーメントでの椎間板負荷推定の有用性検討に関し、詳細モデルでの構造解析を行う。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
腰椎椎間板負荷比の推定精度向上につき、成果発表ができなかった。
成果公表のための学会参加に関する旅費に使用する。
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| 備考 |
[招待講演]第3回四国オープンイノベーションワークショップ「腰痛予防のための腰椎椎間板負荷の推定と姿勢改善システムへの展開」、2018
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