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2013 年度 実施状況報告書

ロボット工学とリハ医学の融合ー超小型計測センサと歩行ロボットのリハ医学への応用

研究課題

研究課題/領域番号 24500616
研究機関東京女子医科大学

研究代表者

猪飼 哲夫  東京女子医科大学, 医学部, 教授 (80151249)

研究分担者 藤江 正克  早稲田大学, 理工学術院, 教授 (20339716)
ゼッカ マッシミリアーノ  早稲田大学, 理工学術院, 准教授 (30434377)
高西 淳夫  早稲田大学, 理工学術院, 教授 (50179462)
キーワード生体計測 / 慣性センサ / 片麻痺模擬歩行
研究概要

超小型生体計測システムであるWB-4Rは、3軸加速度センサ、3軸ジィロセンサ、3軸地磁気センサから構成され、大きさは20×17×8mm、重量2.9gと小形軽量である。消費電力は150mW、角度精度は2deg以下、サンプリング周波数は200Hzである。センサモジュールは、IMU間、central board間のデータ通信にはCAN BUSを使用し、central boardからPCへはBluetoothにより無線通信にてデータを送信した。
被験者の第3腰椎、両側大腿部外側、両側下腿部外側、両側足背の7か所にサポーター、テープにて貼付固定した。背部に装着したcentral boardよりPCへ送信した。20、30代の健常男性10名に対して、6mの自由速度による平地歩行(施行5回)を計測した。被験者の右足にプラスチック短下肢装具を装着させ、T字杖使用による片麻痺模擬歩行も計測した。
片麻痺模擬歩行において本システムにより歩行解析を行うことができた。模擬障害側の角度変化は小さく、特に足関節の角度変化は微小であった。障害側の足部のピッチ軸回りの角速度と角度との関係では、特異な所見が得られた。
以上の結果から、本システムによる脳卒中片麻痺患者の歩行解析は可能と判断した。現在はセンサを9つまで使用しての歩行解析が可能になっている。また、本システムの再現性・妥当性の検討を行っている。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

超小型計測システムを用いて、疑似片麻痺患者の歩行解析の検討を行い、有効性の確認ができた。この結果から、本システムにより種々の障害者の歩行解析が可能であることが予測される。また、本システムの再現性・妥当性も高いレベルであることが確認された。
研究2年目の研究目標はほぼ達成されたと考える。

今後の研究の推進方策

超小型計測システムを用いて、各種疾患の歩行解析を行う予定である。特に特異な歩容を呈するパーキンソン病の患者に応用を検討している。また、赤外線カメラによる動作解析に、本システムのセンサを組み込む機器の開発を行う予定である。
2足歩行ロボットのリハビリテーション領域での応用を検討中である。疑似障害歩行モデルや福祉用具の評価の研究を行うことを考えている。

次年度の研究費の使用計画

2013年度に購入予定の物品を次年度に持ち越したため。
センサや機器開発費に使用する。研究に必要なカメラや消耗品の購入に用いる。研究成果発表のための学会参加の旅費、研究報告書の作成に使用する。

  • 研究成果

    (6件)

すべて その他

すべて 学会発表 (6件)

  • [学会発表] 超小型生体計測システムによる歩行解析.

    • 著者名/発表者名
      猪飼哲夫、高西淳夫 、Massimiliano Zecca、Salvatore Sessa、斎藤航平、 上久保毅、百瀬由佳、森真由子
    • 学会等名
      第50回 日本リハビリテーション医学会学術大会
    • 発表場所
      東京
  • [学会発表] 超小型生体計測システム(姿勢センサ)よる歩行解析.

    • 著者名/発表者名
      猪飼哲夫, 斎藤航平,Massimiliano Zecca, Salvatore Sessa, 高西淳夫
    • 学会等名
      第25回日本運動器科学会
    • 発表場所
      神戸
  • [学会発表] Use of an ultra-miniaturized IMU-based motion capture system for objective evaluation and assessment of walking skills.

    • 著者名/発表者名
      Zecca M, Saito K, Sessa S, Bartolomeo L, Lin Z, Consentino S, IshiiH, Ikai T, Takanishi A
    • 学会等名
      35th annual international conference of the IEEE engineering in medicine and biology society (EMBC2013)
    • 発表場所
      Osaka
  • [学会発表] Walking assessment in the phase space by using ultra-miniaturized inertial measurement units.

    • 著者名/発表者名
      Sessa S, Saito K, Zecca M, Bartolomeo L, Lin Z, Consentino S, IshiiH, Ikai T, Takanishi A
    • 学会等名
      2013 IEEE international conference on mechatronics and automation (ICMA2013)
    • 発表場所
      Kagawa
  • [学会発表] 超小型生体計測システムによる歩行解析―高齢者や片麻痺模擬歩行への応用―.

    • 著者名/発表者名
      猪飼哲夫、Massimiliano Zecca 、斎藤航平、Salvatore Sessa 、 高西淳夫 、上久保毅、 百瀬由佳、 森真由子
    • 学会等名
      第29回日本義肢装具学会
    • 発表場所
      佐賀
  • [学会発表] Development of a real-time IMU-based motion capture system.

    • 著者名/発表者名
      Kong W, Saito K, Lin Z, Zecca M, Sessa S, Imitaz U, Consentino S, Bartolomeo L, IshiiH, Ikai T, Takanishi A
    • 学会等名
      2013 IEEE international conference of robotics and biomimetics (ROBIO2013)
    • 発表場所
      Shenzhen

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公開日: 2015-05-28  

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