移乗介助の動力学解析と支援装置の設計(介護者の負担軽減と患者の自立を目指して)

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12650239
• Research Institution: Kochi University of Technology
• Principal Investigator: 井上 喜雄 高知工科大学, 工学部, 教授 (50299369)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 高坂 要一郎 細木ユニティ病院, 院長 ; 谷岡 哲也 川崎医療福祉大学, 医療福祉学部, 講師 (90319997) ; 甲斐 義弘 高知工科大学, 工学部, 助手 (00320119)
• Keywords: 介護 / 動力学 / 力学的相互作用 / 移乗介助 / 設計 / 圧力 / 生活支援

Research Abstract

移乗作業を的確に評価するためには,患者や高齢者の移乗動作を介護者が支援する場合の力学的相互作用を明らかにすることが必要と考えられる.そのためには,介護者ならびに,患者それぞれの足に加わる床からの反力は重要な情報の一つであると言える.床反力を計測する方法としては,床反力計が広く用いられているものの,患者,介護者が接近して動く時には,両者の足に加わる力の合力は計測できるが,両者を分離して計測することは難しい.本研究では,両者の足に加わる反力を独立にかつ左右別々に簡便に計測する方法として,試作していた足底圧計測装置のデータを用いる方法を提案し,鉛直方向の反力とモーメントを定量的に計測することが可能かどうかについて検討を行った.足底圧測定装置を用いた反力の推定結果と床反力計による測定結果を比較検討した結果,両者はよく一致しており,足底圧測定装置によって鉛直方向の反力,モーメントを計測できる見通しを得た.
次に,上肢部分における患者と支援装置の相互作用を検討するために,患者の上肢から支援装置に加わる力と支援装置(今回用いたのは多関節ロボット)の姿勢などの計測情報から患者の筋肉の活動状態の推定が可能かどうかを検討した.そのために,患者の上肢の筋骨格モデルを用いることを考えた.すなわち,患者の骨格をマルチボディシステムで置き換え,計測情報から患者の間接モーメントなどを推定し,最適化により各筋肉が受け持つ力を計算する手法を提案し,健常者と多関節ロボットによる実験を行い,推定した筋力と筋電計により計測した結果を比較検討した.その結果,両者は定性的によく一致することが確認でき,提案した手法により,患者の筋肉の活動状況の推定に関する見通しが得られた.

Research Products

• [Publications] 甲斐義弘, 井上喜雄: "作業の方向を考慮したロボットマニピュレータの動的動作精度"日本機械学会論文集(C編). 67-663. 3548-3553 (2001)
• [Publications] 松田拓也, 谷岡哲也, 甲斐義弘, 井上喜雄, 菅原憲一, 高坂要一郎: "足底圧計測装置の試作及びインテリジェント歩行支援機における有用性の検討(歩行時の表面筋電図と足底圧分布との相関関係)"日本機械学会D&D2001講演論文集. (CD-ROM). (2001)
• [Publications] 谷岡哲也, 甲斐義弘, 井上喜雄, 松田拓也, 菅原憲一, 高坂 要一郎: "パーキンソン症候群の歩行動作特性の解析(歩行支援機制御プログラムへの応用)"日本機械学会福祉工学シンポジウム講演論文集. (CD=ROM). (2001)
• [Publications] 伊東禅, 甲斐義弘, 井上喜雄, 谷岡哲也, 菅原憲一: "上肢リハビリテーションロボットの制御方法の検討"日本機械学会中国四国支部第40期総会・講演会講演論文集. No.025-1. 425-426 (2002)