身体装着型姿勢センサの高度化による姿勢安定余裕の簡易評価システムの開発

通过提高穿戴式姿势传感器的复杂性，开发姿势稳定性裕度的简单评估系统

• 批准号: 15700361
• 负责人: 大瀧 保明
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15700361/
• 关键词: 歩行; 安定性; 姿勢; 転倒; 携帯型計測装置; 高齢者

検診の現場でも簡単に歩行の安定度や安定余裕の評価を行える小型携帯型の評価システムの開発を目指して研究を行った.これには,力学的な見地から歩行中の姿勢バランスの良否を定量評価する解析指標,また,それに十分な精度を有しながら無拘束な計測を可能とする計測システムが必要である.我々は,歩行安定性,安定余裕の評価指標として,非線形時系列解析に基づく歩行安定性指標,体幹重心の運動状態による転倒危険度の評価指標を示した.特に本年度は,運動トレーニングによる高齢者の歩行機能向上の介入効果を定量化することを通じて,手法の有用性,ならびに下肢筋力等に関する医学的な所見との相関性について検討を行った.また,装着型の計測システムとして,3軸加速度センサ,3軸ジャイロ,SRAM, MPUを搭載した,小型計測装置を試作した.100名規模の高齢者に対して腰部に装置を添付し歩行データを計測した.Lyapunov Exponentによる動的安定性の評価を行い,歩行安定性が下肢内外転筋力,伸展筋力の増加と有意に相関して向上することを示した.一方,ステップタイミングの異常,また体幹の運動状態と姿勢から,姿勢回復の可否と安定余裕を推定し,これを転倒危険度として評価する方法を示した.行動状態判定,および転倒危険度判定が装着型装置に実装可能としており,転倒の危険に達する姿勢の不安定が「いつ,どこで,どの程度」発生したのか,一日のなかでの行動状態を判定して記録することを可能としている.以上の装置により,簡便に姿勢の安定性を数量化できれば,検診の歩行テストにおいて転倒予備軍を早期に発見することも可能である.また,運動介入による改善効果を数量化してフィードバックすることにより,個人にとってより適切かつ最大効果の処方を行うことが期待される.

The stability and stability margin evaluation of simple operation in the field of diagnosis are carried out, and the development of small-scale portable evaluation system is pointed out. The analytical index for quantitative evaluation of posture in motion is necessary for the analysis of mechanical insights and for the measurement of unconstrained measurement possibilities. The evaluation index of walking stability, stability margin, non-linear time series analysis, walking stability index, motion state of body center of gravity, and risk index are indicated. In particular, this year, the correlation between medical findings related to exercise training, walking function, upward intervention, usefulness of techniques, and lower limb muscle strength was discussed. 3-axis acceleration measurement system, 3-axis SRAM, MPU, small measurement system, 100-person high speed measurement system, 3-axis waist measurement system, Lyapunov stability measurement system, 3-axis acceleration measurement system, 3-axis SRAM, MPU, small measurement system, Lyapunov stability measurement system. On the other hand, the method of estimating the stability margin of body movement and posture recovery is shown. Action state determination, too much danger degree determination. The above devices are easy to quantify, and the stability of the posture is easy to detect. Exercise intervention quantifies the effects of exercise intervention, and individuals prescribe appropriate, maximum effects.

项目成果

煤孫 光俊: "歩行周波数帯加速度の信号エネルギーによる歩行速度推定"計測自動制御学会論文集. 40・4(掲載予定). (2004)

Mitsutoshi Sootson：“使用步行频带加速度的信号能量估计步行速度”，仪器与控制工程师协会论文集 40, 4（待出版）。

Estimation of Indoor Ambulatory Trajectory using Portable Instrument

使用便携式仪器估计室内动态轨迹

• 发表时间: 2004
• 期刊: Proceeding of the International Conference on Machine Automation
• 作者: Yasuaki Ohtaki;永井 加奈子;Yasuaki Ohtaki;Yasuaki Ohtaki;Dan Hu
• 通讯作者: Dan Hu

Recognition of Daily Ambulatory Movements Utilizing Accelerometer and Barometer

利用加速度计和气压计识别日常动态运动

• 发表时间: 2004
• 期刊: Proceeding of the Second IASTED International Conference on Biomechanics
• 作者: Yasuaki Ohtaki;永井 加奈子;Yasuaki Ohtaki
• 通讯作者: Yasuaki Ohtaki

Muhammad Arif: "Analysis of Human Walking Gait of Young and Elderly Subjects Using Detrended Fluctuation Analysis Technique"Proceedings of the Eighth International Symposium on Artificial Life and Robotics. 309-312 (2003)

穆罕默德·阿里夫：“利用去趋势波动分析技术分析年轻和老年受试者的人类行走步态”第八届国际人工生命和机器人研讨会论文集。

Quantification of Dynamic Walking Stability of Elderly by Using Non-linear Time-Series Analysis and Simple Accelerometry

利用非线性时间序列分析和简单加速度测量法量化老年人的动态行走稳定性

• 发表时间: 2004
• 期刊: Proceeding of the International Conference on Machine Automation
• 作者: Yasuaki Ohtaki;永井 加奈子;Yasuaki Ohtaki;Yasuaki Ohtaki
• 通讯作者: Yasuaki Ohtaki