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2020 年度 実績報告書

臨床指向型三次元歩行評価システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 17K13064
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, 准教授 (00712168)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
キーワード歩行評価 / 臨床指向型システム / 人工知能 / リハビリテーション
研究実績の概要

2020年度では、AI技術を活用し市販のビデオカメラ1台で撮影した動画から、客観的な歩行評価を実現するシステムを開発した。
ハードウェアの構成は、ノートPC1台とAI開発キットJetsonTX2とし、LANケーブルで通信させた。ビデオカメラは小型のアクションカメラGoPro HERO7 Black(Woodman Labs製)を採用した。
AI機械学習は、入力画像からヒト骨格と歩幅を検出することを目的とし、画像中に骨格情報に加え、爪先と踵の位置を与えたデータを学習データとして用いた。キャリブレーションは、歩行路に必要な任意の距離の床上に4ポイントの目印を付け、情報を取り込む仕様とした。アプリケーションは、ビデオカメラ動画から足部情報を検出し、足部情報の時間および距離情報を用いて自動的に歩行速度、歩幅、単脚支持時間、ケイデンス、歩行比を算出するプログラムを構築した。また、“どれくらいの速さで、どれくらい正常に近い歩き方をしているか”という臨床上重要な指標を専門家以外のユーザーにも分かり易く提示する目的で歩行速度と歩幅の対称性指数の相関図(Gait Speed-Symmetry Index Correlationgram:以下、GSSIC)を表出する機能を付加した。
精度検証実験は、健常大学生10名を対象に様々な歩容と歩行速度での計測を実施する目的で、左側に短下肢装具(Ankle foot orthosis:AFO)を装着した異常歩行モデルで歩行計測を行った。本システムの計測精度は、足部情報から求めた歩幅の計測誤差平均4.7±11.4mm、寄与率0.9927と高い予測精度を示した。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] 介護予防の現場で使えるAI技術を活用した歩行評価システムの開発2020

    • 著者名/発表者名
      春名弘一,昆 恵介,稲垣潤,南部俊輔,大日方将士
    • 雑誌名

      地域ケアリング

      巻: 22 ページ: 51-53

  • [雑誌論文] 骨盤ベルトが静的バランス機能に与える影響の検証2020

    • 著者名/発表者名
      清水新悟,早川康之,昆恵介,敦賀健志,春名弘一
    • 雑誌名

      POアカデミージャーナル

      巻: 28(1) ページ: 34-36

    • 査読あり
  • [学会発表] Azure Kinect DKを用いた歩行解析システムの検討2021

    • 著者名/発表者名
      稲垣 潤, 春名 弘一, 昆 恵介, 鈴木 昭弘, 本郷 節之
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会
  • [学会発表] Evaluation of Energy Conversion Efficiency in Gait by Using a Portable Motion Capture Device2020

    • 著者名/発表者名
      Jun Inagaki, Hirokazu Haruna, Keisuke Kon, Akihiro Suzuki, Sadayuki Hongo
    • 学会等名
      Proceedings of IEEE Global Conference on Consumer Electronics
    • 国際学会
  • [学会発表] 長下肢装具の膝継手・足継手の設定の違いが,重度片麻痺モデルを想定した模擬大腿義足歩行に及ぼす影響2020

    • 著者名/発表者名
      瀧麻里那,春名弘一,白坂智英,寺坂俊介,野坂利也
    • 学会等名
      第18回日本神経理学療法学会学術大会
  • [学会発表] 脳性麻痺児の電動車椅子導入前後における移動能力および社会的機能の変化について2020

    • 著者名/発表者名
      和泉裕斗、藤坂広幸、井上和広、西部寿人、宮坂智哉、春名弘一、横井裕一郎
    • 学会等名
      第7回日本支援工学理学療法学会学術大会
  • [学会発表] フォアフットロッカーを補助する短下肢装具の開発と歩行評価2020

    • 著者名/発表者名
      春名弘一、昆恵介、佐藤健斗、中井要介、細谷志帆、阿部由依、田中勇治
    • 学会等名
      第7回日本支援工学理学療法学会学術大会
  • [学会発表] 脳卒中片麻痺者に対するHUS-AFOの効果 -込み式路面判別デバイスの開発 自動防滑化機構の検討2020

    • 著者名/発表者名
      昆恵介,春名弘一,佐藤健斗,清水新悟,稲垣潤,中井要介,関川伸哉
    • 学会等名
      第36回日本義肢装具学会学術大会
  • [学会発表] 義肢・装具ユーザー満足度評価尺度(OPUS-CSD日本語版)の作成と試用2020

    • 著者名/発表者名
      佐藤健斗,昆恵介,春名弘一,田村知之,三富菜々,佐藤ケイト
    • 学会等名
      第36回日本義肢装具学会学術大会
  • [学会発表] Kinect を用いた運動学習支援システムの作成と実地における試用2020

    • 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, 鈴木 昭弘, 本郷 節之
    • 学会等名
      情報処理学会第82回全国学会
  • [備考] 足部エネルギー蓄積型短下肢装具と歩行評価システムの開発

    • URL

      https://www.youtube.com/watch?v=cpDXpECxyKM

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公開日: 2021-12-27  

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