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2018 年度 実施状況報告書

高齢者の特性と家庭内転倒リスクを考慮した衣服型ウェアラブル端末の開発と検証

研究課題

研究課題/領域番号 16K15871
研究機関九州大学

研究代表者

能登 裕子  九州大学, 医学研究院, 講師 (40615910)

研究分担者 村木 里志  九州大学, 芸術工学研究院, 教授 (70300473)
梶原 弘平  広島大学, 医歯薬保健学研究科(保), 助教 (10437626)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
キーワード地域高齢者 / 身体感覚 / 運動機能評価 / ウェアラブル
研究実績の概要

高齢者が自身で運動機能や転倒リスクを評価できる指標が求められる。本研究は、①運動機能と年齢、転倒履歴との関連および加齢に伴う身体感覚、運動機能の認識の変化の調査、②運動機能を評価可能な動作特性データの抽出、日常生活動作がモニター可能なウェアラブル端末の試作・検証、③②の端末による動作測定データから転倒リスク要因となる動作特性を抽出する。本年度は、研究①の結果をもとに研究②を行った。
測定は、運動機能に障害のない若年男女を対象とし、背景要因として研究①をもとに作成した質問紙調査(体力、身体感覚および運動機能の認識等)、握力・下肢筋力測定等を行った。課題動作は、身体感覚の変化を認識されていた、バランス、立ち上がり、歩行に着目し、静的・動的バランス能力(開眼片脚立ちなど)、歩行速度、下肢筋力(5回椅子立ち上がり(FTSST))とした。各動作は、3軸加速度と、マーカーから姿勢変化、動作速度を測定した。マーカーと加速度計から算出したデータの適合度および身体感覚と動作測定結果との関係を評価した。
開眼片足立ちの姿勢角では、ノイズの影響を受けやすい姿勢角変化が小さかった4名を除いた回帰分析の結果、決定係数r2は0.61(p <0.01)を示した。FTSSTの課題時の動作時間においても、高い適合度(決定係数r2=0.92, p<0.01)を示した。身体感覚とFTSST1動作毎時間の標準偏差との相関は、弱い正の相関関係が認められた項目があった。今回、FTSST課題と片脚立ち課題において、マーカー軌跡と加速度計各々から算出された値は類似傾向を示すことが推測され、加速度計を用いた各運動評価を簡便に実施できる可能性が示された。開眼片脚立ち課題では、姿勢変化の小さい場合が課題として上がったが、今回の対象者は筋力・体力も十分であったことから、必要な分解能について検討後、高齢者も含めた検証を行う。

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

若年者群を対象として実験を行った結果、動作速度は加速度計からある程度判断可能なこと、静的バランス力は抽出可能なことが確認できた。一方、動的バランス力(歩行時の左右方向動揺など)の解析は、日常動作においては歩行様態の個人差などの影響を避けることができず、解析の前処理や歩行条件統制について追加で検討する必要性が生じたため。

今後の研究の推進方策

研究2の若年者を対象とした測定実験により、マーカー軌跡と加速度計各々から算出された値との適合度から、双方の算出値は類似傾向を示すことが推測され、加速度計を用いた各運動評価を簡便に実施できる可能性が示された。研究1・2の結果をふまえ、運動機能を評価可能な動作特性データの抽出精度を向上させる必要がある。解析の前処理や動作条件統制について追加で検討し、高齢者を対象とした測定実験を実施し、研究3「動作測定データから転倒リスク要因となる動作特性を抽出」を行う。
解析の前処理や動作条件統制については、測定した加速度のパターンから、歩行様態のグルーピングとグループごとの前処理や、最大努力歩行による動作の条件統制を行うことを検討する。
高齢者を対象とした測定実験は、若年群よりも動作パターンが多くなる(個人差が大きい)ことが想定されるため、腰部の加速度計だけではなく、他部位の加速度計などからも歩行変動係数を算出して用いるなどの対応を行う予定である。加えて若年者との比較分析により、加齢による影響とウェアラブル端末に必要な精度も検討する。当初測定環境は、住宅内での測定を行うこととしていたが、その結果の信頼性を確保するため実験室内での測定とする。また、同対象者に対し、研究1の結果をもとに作成した質問紙調査により、身体感覚、運動機能の認識、転倒履歴に関するデータを収集する。これらの結果から、転倒リスク要因となる動作特性と主観特性と関連、加齢の日常生活動作特性への影響、ウェアラブル端末による運動機能評価の可能性を検討する予定である。

次年度使用額が生じた理由

(理由)研究2において、動的バランス力(歩行時の左右方向動揺など)の解析は、日常動作においては歩行様態の個人差などの影響を避けることができず、解析の前処理や歩行条件統制について追加で検討した上で、研究3のウェアラブル端末の検証を行う必要性が生じたため。
(使用計画)購入物品については研究遂行(追加実験とウェアラブル端末の検証)に不足する物品(解析ソフト、消耗品等)を中心に揃える。また、追加実験を行うための人件費として使用する。

  • 研究成果

    (1件)

すべて 2019

すべて 学会発表 (1件)

  • [学会発表] 加齢に伴う身体感覚の変化を踏まえた日常生活動作モニターの可能性評価2019

    • 著者名/発表者名
      能登裕子、村木里志
    • 学会等名
      日本人間工学会第60回大会

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公開日: 2019-12-27  

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