| 研究課題/領域番号 |
25350663
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| 研究機関 | 弘前大学 |
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研究代表者 |
佐川 貢一 弘前大学, 理工学研究科, 准教授 (30272016)
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| 研究分担者 |
本井 幸介 弘前大学, 理工学研究科, 助教 (80422640)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | 二重課題 / 歩行パラメータ / 転倒 / 予測 / 動作計測 / 腰 / 想起問題 |
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| 研究実績の概要 |
本研究の全体構想は，高齢者が物理的な障害物がないところで転倒するメカニズムを解明し，将来的な転倒の発生率を予測することにより，転倒防止策の提案と安全安心な生活環境の構築に資することである。本研究では特に，健常高齢者を対象に，注意力減少後，歩行中の重心位置や一歩ごとの歩行パラメータ(歩行速度，爪先高さ，直進性など)の時間変化を詳細に調査し，転倒の危険性が高くなる過程を解明する。そして，注意力低下による転倒の危険性を回避する方法を提案することを目指す。平成２６年度では，平成２５年度に引き続き地域の健常高齢者を対象に，歩行中に都道府県名などを回答してもらう二重課題歩行実験を行い，課題の難易度と，つま先装着型センサから求める歩行パラメータ（重複歩距離，歩行率，つま先角度，つま先高さ）との関係を調査した。また，前年度作成したセンサを被験者の腰部にも装着し，歩行パラメータの変化と腰部加速度および角速度の比較を行った。その結果，二重課題回答に伴い，歩行パラメータと同様に腰部角速度の標準偏差も低下することを確認した。これまで，難易度の変化と歩行パラメータの変化の割合から，転倒経験の識別を行うことが可能であることを示したが，腰部の動きからも同様の結果が得ることができれば，転倒経験の識別を容易に行うことができるようになる。また，二重課題回答中の思考時間と歩行パラメータの低下の度合いを比較したところ，思考時間が長くなるに従い，歩行パラメータの低下量が増大することを確認した。従来，１０秒間の回答数から難易度を定義し，歩行パラメータの平均値との関係について調査を行ってきたが，思考時間によって歩行パラメータが変動することから，従来の平均値を用いる方法よりも，歩行パラメータの時間変化を詳細に調査することが，考え事が歩行動作に与える影響を精度良く比較できると考えられる。
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| 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
本研究では，二重課題が歩行動作全体に与える影響を利用して，転倒経験の識別や将来の転倒の可能性を評価する方法を提案する。研究計画では，つま先装着型センサから求める歩行パラメータに加え，二重課題が下肢や体幹の動きに与える影響を調査するための多点動作計測センサシステムの開発を行い，若年健常者を対象にしてシステムの性能を評価する予定であった。本研究の結果，１０個の身体装着型センサの測定データを無線LANで送信し，リアルタイムで身体動作を描画する計測システムを開発し，その有効性を確認した。センサシステムの開発について，計画通りに研究が進んでいると判断する。
また，健常高齢者を対象とした二重課題歩行計測実験に際し，従来の歩行パラメータの計測に加え，腰部動作の計測も実施し，歩行パラメータと同様に考え事によって腰部角速度の標準偏差が低下することを確認したことから，歩行パラメータに加え，下肢全体の動作を利用することで転倒予測のための新たな指標が得られる可能性があることを確認した。さらに，二重課題の思考時間と歩行パラメータの変動量との関係を調査し，思考時間が長くなると歩行パラメータの変動量も大きくなることを確認した。このことは，歩行パラメータの平均値を利用した従来の評価法を発展させ，歩行パラメータの時間変化を評価する必要性があることを示唆している。研究計画では，若年者を対象に歩行パラメータの動的変化を捉えることを検討していたが，平成２６年度では従来から行っている健常高齢者を対象とした実験から歩行パラメータの動的変化を捉えることに成功した。このことは，当初の計画と異なるが，高齢者の転倒予測を実現するという最終的な目標に近い結果であり，研究の達成度はおおむね順調に進展していると考える。
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| 今後の研究の推進方策 |
平成２７年度では，平成２６年度に開発した多点動作計測システムを使用して，二重課題歩行時の動作計測を行い，歩行パラメータに加え，下肢関節や体幹の動作と課題の難易度の関係と，転倒経験の有無とについて調査する。そして，平成２６年度の研究結果より得られた，思考時間と歩行パラメータの直線的な関係式を拡張し，ダイナミクスモデルへの適用を試みる。ここでは，地域の健常高齢者を対象に健康増進プログラムなどを実施している研究者の協力を得て，参加する高齢者を対象とした二重課題歩行実験を行い，転倒と関連があると予想される運動情報の過渡応答特性を調査する。また，1 年程度経過した後，転倒経験の有無に関するアンケート調査を実施し，多変量解析などを利用して転倒と関連する運動情報を特定する。そして，特定された運動情報の特性を考慮して，転倒危険性の上昇を避けることが可能な転倒予防法を提案することを試みる。また，医学系の研究者らが実施している運動器機能向上プログラム（弘前大学「てんとう虫体操」）などに提案した転倒予防法を組み込み，健常高齢者の転倒発生の頻度をアンケート調査して，本研究で提案する転倒予防法の妥当性を検証する。このステップでの実験は２年程度を予定しているが，被験者の長期モニタリングが困難である場合は，健常高齢者を２グループに分け，転倒予防法習得の有無による転倒経験の割合を比較することも検討する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
平成２６年度では，平成２５年度に開発した動作計測センサシステムの機能を拡張し，二重課題歩行実験実施時の下肢全体の運動情報を測定するための多点同時動作計測センサシステムの開発を行った。当初，開発が困難であると予想された多点同時動作計測システムは，近年の無線LANモジュールの低価格化や，センサシステムのハードおよびソフトの独自開発に成功したため，開発経費として計画していた電子部品費，人件費，センサハードウェア開発費，計測解析ソフトウェア開発費が予定額を下回る結果となった。また，当初計画していた国際会議などでの情報収集や研究成果に要した額は，予定した額よりも少なかった。そのため，当初計画した額よりも支出額が減少し，次年度使用額が生じた。
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| 次年度使用額の使用計画 |
これまでは，二重課題歩行実験は一度に一人の被験者しか実施できないため，被験者の待ち時間が長くなり実験への協力が得られない場合があり，測定対象数が少ないという問題があった。そこで平成２７年度では，待機被験者数を減らして測定数を増やすことを目的に，次年度使用額を使用して平成２６年度に開発した多点動作計測システムを複数個作成し，複数人に同時使用可能な方法を検討する。また，国内外の学術講演会に参加する機会を従来計画した回数よりも増やし，情報収集や研究成果の発表を活発に行う。さらに，平成２６年度に動作解析システム開発の評価で使用している赤外線カメラが故障したため，現在動作計測の精度に問題が生じる可能性がある。そこで，次年度使用額を利用して，カメラの修理に当てることを計画している。
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