内部情報推定に基づく新たな非侵襲的計測技術と装着型装置による腰部負荷推定法の開発

基于内部信息估计的新型非侵入性测量技术及使用可穿戴设备的腰椎负荷估计方法的开发

• 批准号: 16J02052
• 负责人: 土谷 圭央
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2016
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2016-04-22 至 2018-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16J02052/
• 关键词: 計測; ウェアラブルセンサシステム; 腰部負担; ウェアラブル

3次元幾何学モデルを用いて腰部負担を計算するために，3次元筋骨格モデルを定義した．これまで，側屈，回旋運動における筋力による腰部負担を表現するために，3つの筋肉として表現する筋骨格モデルを構築した．しかし，特異点なる姿勢があったため，再度パラメータ調整を行い，腰部負担計算を安定して行える筋骨格モデルに改善した．構築した筋骨格モデルを使うことによって，前後屈動作以外の腰部負担を計算することを可能とした．推定される腰部負担に対しての評価を行うために，市販されている筋骨格モデルSIMMや，産業技術総合研究所で開発されている筋骨格動力学シミュレーションにおける評価を行った．この時，モーションキャプチャで動作を計測し，そのデータを元に解析を行った．現在は，前屈動作における評価を行っている．手先荷重の変化による腰部の筋活動を計測することにより，背筋と手先荷重による関係を明らかにした．筋肉の弛緩により，筋肉の硬度が変化する特性を利用して，ロードセルによる筋硬度計測を行った．このセンサを筋硬さセンサと呼ぶ．計測結果から，L3-4腰椎間の脊柱起立筋群に筋硬さセンサを当てることにより，筋活動と筋硬度の変化に相関がみられた．次に，腰部負荷と脊柱起立筋群の筋硬度の相関があることが分かった．このことから，脊柱起立筋の筋硬度の変化と腰仙椎アライメントから求めた腰部負荷を組み合わせることにより，手先荷重に変化による腰部負荷の変化をとらえることが可能となっていたが，推定式に問題があり特定の姿勢で腰部負担が発散することが分かった．このため，推定式を改善し姿勢によらず安定した推定結果を出力することが可能となった．推定結果を産業技術総合研究所の筋骨格動力学シミュレーションの値と比較し評価を行った．

3-D geometry calculation of waist load This is a side bend, a swing, a waist load, a muscle structure. The waist load calculation is stable and the muscles and bones are improved. The weight of the back and forth is calculated. It is estimated that the waist load is related to the development of SIMM, and the development of SIMM is related to the development of SIMM. When this happens, the motion is measured and analyzed. Now, before you bend, you move forward. The measurement of muscle activity in the lumbar region of the hand prior to the start of the stroke Muscle relaxation, muscle hardness change characteristics of the use of muscle hardness measurement. This is the first time that I've seen you. The measurement results show that the L3-4 lumbar spine stiffness is related to the stiffness of the spine, and the stiffness of the spine is related to the stiffness of the spine. Second, the waist load and the stiffness of the spine tendon group are related. The stiffness of the spine muscles changes, the waist muscles change, the waist load changes, the hand load changes, the waist load changes, the waist load changes, the presumptive equation changes, the waist load changes, the presumptive equation changes, the waist load changes, the presumptive equation changes. A. Presumptive posture A. Presumptive posture B. Presumptive posture C. Presumptive posture D. Presumptive posture D. Presumptive posture D. The estimated results were compared with those of the RIETI's framework dynamics.

项目成果

筋硬さセンサを用いた腰部筋発揮力推定

使用肌肉硬度传感器估计腰肌用力

• 发表时间: 2016
• 作者: 土谷圭央;日下聖;田中孝之;松尾祥和;秋本晴馬
• 通讯作者: 秋本晴馬

Wearable sensor system for lumbosacral load estimation by considering the effect of external load

考虑外部负载影响的腰骶部负载估计的可穿戴传感器系统

• 发表时间: 2017
• 作者: Yoshio Tsuchiya;Takashi Kusaka;Takayuki Tanaka;Yoshikazu Matsuo
• 通讯作者: Yoshikazu Matsuo

A Calibration Method for Interbody Distance in Lumbosacral Alignment Estimation

腰骶线估计中椎间距离的校准方法

• 发表时间: 2016
• 作者: Yoshio Tsuchiya;Takashi Kusaka;Takayuki Tanaka;Yoshikazu Matsuo;Makoto Oda;Tsukasa Sasaki;Tamotsu Kamishima;Masanori Yamanaka
• 通讯作者: Masanori Yamanaka

筋硬さセンサを用いた前屈動作における手先荷重推定法

使用肌肉刚度传感器的前屈运动时的手部负荷估计方法

• 发表时间: 2016
• 作者: 土谷圭央;日下聖;田中孝之;松尾祥和
• 通讯作者: 松尾祥和

生体データ活用の最前線～スマートセンシングによる生体情報計測とその応用～

生物特征数据利用最前沿——智能传感生物特征信息测量及其应用

• 发表时间: 2017
• 作者: 田中孝之，日下 聖，土谷圭央 (共著;範囲:作業者の腰への負担計測と軽減に向けたセンサ内蔵ウェアの開発)
• 通讯作者: 範囲:作業者の腰への負担計測と軽減に向けたセンサ内蔵ウェアの開発)