The authors have engaged in development of rehabilitation system for upper limb. In this paper, the authors report on clinical application using the 3-DOF exercise machine for upper limbs and consider its effectiveness.

抄録全体を表示

脳血管疾患後の二次的障害として生じた足関節拘縮変形に適用可能な、足関節底背屈を対象とした他動運動装置を提案する。従来の足関節底背屈訓練装置の場合、足裏を支持する足底板の位置が底背屈運動軸に対して固定されているため、関節の変形が生じている人は装置と足部の運動軸が合わず、訓練動作中に軟骨損傷や疹痛が生じる恐れがある。また、関節の変形により装置と足裏との接触が不十分となり、足裏に十分な力を加えられない。これらの問題を解決するため、本研究では、足底板に内返し・外返し周りの受動自由度を与えて、患者の苦痛を低減するとともに、足底板と足裏の接触面積を大きくしてより効率的に力を加えることのできる装置を提案する。また、提案する装置では、軟部組織への損傷を与えないような動作を実現するため、速度と角度の制御を行う。提案する方法に基づいて実験装置を試作し、動作実験および理学療法士による試用評価を行った。

抄録全体を表示

嚥下食品の一例としてゲル食品を取りあげ、その冷凍・解凍処理によるテクスチャーの変化を防ぐことを目的に研究を行なった。本研究では、まず様々な市販のゲル食品の冷凍・解凍を行い、そのときの離水状況を調べた。その結果、ゲルの種類によって離水率は大きく異なったため、離水現象やテクスチャーの変化は食品のようなハイドロゲル中の水分の結晶化過程の問題として捉え、冷凍・解凍処理によるテクスチャーおよび食感の変化の理由を検討した。

抄録全体を表示

本報告書では、オムにホイルを利用した新型歩行訓練機を提案する。本新型歩行訓練機は次のような特徴をもつ。(1)歩行訓練中では安全性が確保されている。(2)前方向だけではなく,横歩き,後歩きなど全方向移動機能を備えている。最後に走行実験によりこの二つの特長を確認できた。

抄録全体を表示

外部からの他動的な揺動刺激を与える事で、自動的な運動を誘発させる「他動的自動運動」の研究を行っている。この考え方を発展させ、椅子上で座位姿勢のまま大腿部に自重をかけさせる機器の構築を行った。膝痛者でも無理なく利用でき、しかも大腿部に自発的な筋収縮を促進させるものである。本稿では、安価に構築するための機器開発のコンセプトを説明するとともに、開発機器を使用した時の膝関節に作用する力の計測結果、及び、大腿部への筋代謝効果について報告する。

抄録全体を表示

本研究では,MR流体プレーキを負荷器として活用した下肢筋力評価・訓練システムのプロトタイプを構築し,MRブレーキの負荷特性を活用して関節速度に対する最大発生筋力を測定・評価するシステムを開発している.本システムを用いた膝関節の伸展時の筋力測定方法について検討し,膝関節角速度に対する最大筋力を測定し,骨格筋の性質に関するHillの式との整合性からその筋力測定結果の妥当性について検討している.特に,ここでは,コンピュータを援用してこの筋力計測の自動化を図り,測定の簡便化と精度向上を実現した結果について報告する.

抄録全体を表示

対麻痺者用の着脱が容易で立位と座位の移行を一人で行え、両手杖歩行で脚の滑らかな振出が可能な内側支柱式下肢装具の開発を目指して、下肢の前方振出しを容易にする遊脚期足継手部背屈保持制御機構を試作した。下肢装具足継手部に軽合金製の可動範囲70度の扇型構造のブレーキを設け、内部にMR流体を充填し、外部に設けた流路に永久磁石を接近・離反させることで流動抵抗を変化させる。その効果を下肢麻痺者を模擬した健常者の歩行により実験的に確認した。

抄録全体を表示

医療・福祉用具や住環境整備に関わるエンジニアが必要としている情報をデータベース化し,それらを必要に応じて的確に選別するアルゴリズムを備えたe-Learningシステムの運用を試みた.格納される情報を大きく5つの範疇に区分した.疾患・身体状態の発生メカニズムや動作介助などを,可能な限り工学系の基本である機構力学などを中心としたメカニックスと連携させ,学習のモチベーションをあげた.介護保険制度などについては福祉用具の貸与条件などエンジニアに直接関わりが深い部分からのアプローチを多くした.バイオエンジニア養成校にてシステム運用を行ったところ,当該範囲の知識の習得が効率よく行えることが確認できた。

抄録全体を表示

本論文では,家庭内での人の行動検出法と行動モデルの構築方について提案する.我々は日常生活で様々な電気器具を使用する.そのため,人間の行動を電気器具のスイッチの状態には何らかの関係があると考えられる.そこで本論文では,電気器具のスイッチの状態を観測し,その状態変化をニューラルネットワークで学習することにより;行動モデルを構築する.実環境下で1年以上に渡りスイッチの状態を観測し,そのデータを元にコンピュータシミュレーションを行った.コンピュータシミュレーションにより,提案する手法の有効性について検討する.

抄録全体を表示

車椅子の操作に片手しか使用できない方のための,パワーアシスト機能を備えた、自走式片手用車椅子を開発している.本研究では,操作性の向上を目指して,1本のハンドリムで左折,右折および直進を指示できる操作機構を提案する.試作機を用いた走行実験によっで,新しく提案する操作機構の有効性について検討した.これまで,提案してきた3本ハンドリム式操作機構に比べて,誤操作を減らすことができることが,新しい操作機構の特徴である.

抄録全体を表示

横断歩道を渡る際、視覚障害者は歩道と車道間の縁石が作る段差によって境界部を知る手がかりとする。一方、車いす利用者はその段差によって、乗り上げ時の労力負荷増大が生じる。今回、両者のニーズを考慮した歩車道境界部デザインのあり方に関して、境界部縁石背面の斜面形状からのアプローチを行った。複数の傾斜部(3面)からなる縁石を作製し、車いす後輪を乗り上げる際に発生するトルクを現在使用されている縁石と比較計測した結果、新型縁石が車いす乗り上げに有利な形状であることが示された。

抄録全体を表示

車椅子使用者に負担の少ない,効率的な駆動を実現するためには,個人に適合した車椅子の設計や提供方法などを構築していくことが重要である.本研究では,駆動時の動作を最適化することで,エネルギーの少ない駆動フォームを与える方法を示す.上体を剛体リンクでモデル化することで,ロボットマニピュレータの分野で行われている軌道計画問題として定式化し,実験により得られた手先軌道などの基礎データに基づいて駆動フォームの最適化をシミュレーションにより行う.また,実験値との比較により,最適化されたフォームのエネルギー効率が改善されることを示す.

抄録全体を表示

A prototype of stair-climbing powered wheelchair is presented in this paper. During the past few years, 2 prototypes have been developed for handicapped or elderly to move up and down along the stairs by customizing a commercially available powered wheelchair. After making reviews on these prototypes, new prototype 3rd has been planned with a particular emphasis on torque transmission mechanism from powered wheelchair to reduction gear and an automatic docking mechanism of wheelchair and hoist carrier plate.

抄録全体を表示

計測用車いすを用いて,縦断勾配における走行データを収集・分析し,走行操作に対する影響を明らかにするとともに,操作難易度を評価する方法について考察を加えた.そして,正規化負担率を用いることにより,車いす走行操作時の負担が車いす・使用者総重量に関係なく包括的に評価できることが明らかになった.さらに,縦断勾配走行中の逆走現象の有無を基準にした操作難易度評価モデルを提案し,頸損被験者の走行データにより検証した結果,モデルの有効性が確認された.

抄録全体を表示

現在,車いす用体圧分散クッションは数多く販売されており,それらは褥瘡の主な原因である圧力の集中を防ぐように設計されている.しかし,それが過ぎると,車いす利用者が走行中に受ける振動は大きくなり,乗り心地を悪くすることにもなる.そこで本稿では,体圧分散効果を維持したまま乗り心地を改善させる目的で,新型のクッションの製作に取り組んだ.そして乗り心地と体圧分散効果を評価した.具体的には頭部と座面部の加速度を計測し,VDV(Vibration Dose Value: 4乗振動適用値)を算出した後,頭部と座面部のVDV振動の減少比VDVR(乗り心地評価)を算出した.また,クッションの有無による接触面積の増加率,ピーク値の減少率を用いて体圧分散を評価した.この評価法を用いて誘導パネル上を走行する際の新型クッションを他の代表的なクッションと比較した.その結果,新型クッションは体圧分散に関し,従来の性能を落とすことなく乗り心地を改善する結果が得られた.このことから新型クッションは乗り心地の良い褥瘡予防用として期待できる.

抄録全体を表示

手動車いす利用者の50%以上は上肢の過度使用による上肢損傷に悩まされているという現状がある.その中で車いす利用者は,車いす推進力生成に使われる筋肉,推進ストロークとして考えられる種類とそれぞれの違いを理解することが車いすを有効に使う上で大切であり,またこのことを明確にし利用者の意識を高めることが,上肢損傷者の増大を抑えることにつながるのではないかと考えられる.本研究は,手動車いす利用者の推進ストロークに着目し,主にみられる4パターンの推進ストロークにおいて,上肢筋活動状態及び駆動エネルギーがどのように違うかを比較し,駆動期と振り戻し期を合わせる一連の推進ストローク期間内で,これらの結果を考察し,少ない上肢負担での効率的な推進ストロークを検討する。その結果は,楕円を描くようにして推進ストロークを行うパターン(SC)に優位性が見られることを述べる.

抄録全体を表示

本研究の目的は,車いす走行実験データを収集・分析することにより,手動車いす使用者の住環境整備に関して,特殊な実験装置を用いることなく本人に適合したスロープ勾配を推定するシステムの構築である.走行速度と駆動力ピーク値との相関を明らかにし,スロープを逆走せずに走行するために必要な最小走行速度を求め,その速度を出すために必要な駆動力ピーク値を,スロープ走行の可否の判定基準とした方法を導き出した.さらに,段差通過実験による駆動力ピーク値推定の指標を用いることで,個人に適合するスロープ勾配を推定することが可能となるシステムを提案した.

抄録全体を表示

歩行、走行および跳躍等の運動する人体を可視および赤外線計測器により計測し、人体各部位の位置、速度および作用する力等の映像を記録した。また、これらの映像を計算機に取り込み・運動の挙動を解析した。さらに、運動時の人体各部位の非常時の揺らぎ特性を求めるために、運動期間中め多数のデータを蓄積し、これらの一連のデータをフーリエ変換により周波数fと出力密度の関係をしめす、揺らぎの特性を高齢者の場合について求めると共に、それぞれの運動結果の解析と評価を実施した。

抄録全体を表示

歩行リハビリテーションを実施する場合や歩行に関する研究を進める場合には,歩行時の人間の3次元動作を定量的に把握することは,非常に有用な情報を与えることが知られている.歩行の3次元動作解析には,複数台のカメラを用いた計測法が広く用いられているが,高価なシステムであり校正などにも手間がかってしまう.本研究では,精度は多少犠牲になっても,安価でかつ使用方法の簡便な3次元歩行動作を計測するシステムとして,1台のCCDカメラとマーカーを用い,画像上でのマ←カーの大きさに関する情報から距離を計算することにより3次元位置を推定する方法について検討した.計測システムを構築し,基礎実験を行った結果,厳Lい精度を要求する場合でなければ,有効な情報が得られることがわかった.

抄録全体を表示

少子高齢化の進行は、病院における看護士の労働負担を増大させ、看護士が本来の看護に集中できなくなることが予想される。本研究では、看護士の労働負担を軽減するため、病院内トレイ搬送ロボットを開発した。

抄録全体を表示

本研究の目的は,老化と切断によって著しく不安定となった高齢切断者の義足歩行における側方重心動揺を減少させることができる機能・構造をもった義足足部の開発である.これにより義足歩行における転倒事故を減少させることを目的とし,身体的拘束ゼロに役立つものである.具体的には,既知であるヒト足部の解析結果から発した設計案を示し,これに基づく第1次プロトタイプの試作を行い,高齢下肢切断者5名に対して3次元動作解析による評価結果を報告する.

抄録全体を表示

下肢切断者に装用される義足は非荷重状態の切断部位の形状をもとに製作されるため多大な時間を要す問題がある.この問題に対して我々は、粒子封入袋に陰圧を印加することにより剛性が得られる原理を利用し,荷重歩行時に適した切断部位の形状を即時に成形できるImmediate Fitting Socket system (IFS) を開発してきた.今回はIFSの形状作製機能に義肢装具士の経験に基づく知識をファジィルールに置き換え,被験者の定性的な意見から自動体型適応可能なAutomatic IFS (AIFS) を開発した.実用性検証として行った切断端接触圧評価より,被験者が日常装用する義足以上に一様な圧力分布を確認できたので報告する.

抄録全体を表示

現在、日本は急速な高齢化に伴い高齢者に対する様々な福祉機器が開発されている。本稿は福祉用の電動車に着自し、(1)電動車のシート高さの最適化、(2)操作パネルの最適な高さ・距離の検証、(3)使用時においてより負担の少ない操作機器形状の提案、といった3種類の課題についてバイオメカニカル的な人体負荷解析と人体各部の生理計測を用いた解析を行い、利用者に優しい電動車の改良提案を行った。

抄録全体を表示

As elderly society progresses, development of welfare equipment for assisting human to motion is getting more important nowadays. We develop welfare equipment to assist motion and evaluate the effect of this machine on the muscle tension of the user. Our evaluation method will be useful for developing a machine for practical purposes.

抄録全体を表示

日常生活の身体活動量の正確な評価を行うことを目的として,小型携帯型計測装置の開発を行った.装置は加速度センサと気圧センサを搭載しており,簡単なクラスタリング処理により平地歩行や階段昇降を識別する.短時間の運動を行った場合の酸素負債量を考慮し,行動に応じた運動強度,『・およびエネルギー消費量を推定する.推定結果は呼気ガス分析装置との比較により検討を行い,上下移動を含む短時間の運動に対して,妥当な運動強度の評価とエネルギー消費量の推定が行えることを示した.適切な運動処方を行うための行動モニタリングツールとしての利用について述べる.

抄録全体を表示

総合せき損センター医用工学研究部は脊髄損傷の単一疾患専門医療機関、急性期医療機関という他のリハビリテーション医療機関とは異なる性格を持つ医療機関に所属している。この医療機関の性格を切り口に福祉工学領域での活動を振り返る。本報では昭和54年の開設以来当研究部で取り組んできた車いす、褥そう予防、コミュニケーション、排泄管理などの分野の9つのプロダクトを取り上げ、リハビリテーション医療機関内の工学研究部門が果たす役割を述べる。

抄録全体を表示

神奈川リハセンターにおけるリハ2学研究室は、ユーザーからのニーズのうち、リハ専門職だけでは解決できない課題に対して、その解決過程に参加する。今回・それらのうちからひとりのユーザーに対して行ったアプローチとその結果が製品化へとつながった例を、車いすと座位保持装置について紹介する。

抄録全体を表示

今回は,進行性化骨性筋炎という難病により座位が不可能で歩行が著しく困難なケースに対し移動の自電動式移動補助用具を開発・実用化を行なった.これにより自律移動が可能になるとともに介助者の負担も軽減されたことで大幅なQOLの向上が達成されたプロセスについて報告する.

抄録全体を表示

胸髄損傷を伴う股関節離断症例において既製車いすクッションでは適合性が不十分で坐骨部への荷重集中により褥瘡を繰り返していた.そこで,褥瘡の発生を予防し,座位保持能力の向上させることを目的とした車いすクッションを製作Lた.股義足ソケットの体重支持理論を応用した股関節離断断端の軟部組織に圧迫を加える採型法及び修正法により形状を設計し,2種類の材料にて評価したところ,坐骨部の圧分散と上肢の支えを必要としない座位保持を可能にした.

抄録全体を表示

著者らは、高齢者や障害者の住環境整備の相談業務をおこなっている。その相談業務の内容の1つとして、コンピューター・グラフィックス(CG)の機能を用いて改造内容を事前に検討できる支援ツールを開発レた。さらにこのソフトの一部機能を活用して、車いすを操作しながら仮想空間内の移動を疑似体験できるシステムを開発したので合わせて報告する。

抄録全体を表示

本研究では、より広範囲な福祉応用に向けて、目の不自由な人にもホタルの光を体験できるよう、それを音に変換するシステムを開発した。すなわち、ホタルの光を聞くことができるシステムである。.また、開発したシステムでは、スズムシの声を音に変換しることも可能であり、耳の不自由な方にもスズムシの声を見て体感することができる。

抄録全体を表示

本研究では,ミツバチの巣内の温熱環境および,巣内での1/f温度ゆらぎについて調べた.ミツバチの巣の温度の快適性を評価するために,内部の温度を測定し,統計的に解析した.その結果,巣内の温度は34℃でほとんど安定しており,最大気温と最低気温の差は1日で3℃から8℃であった.また,温度変動の平均は1Hzから0.03Hzの範囲で,0.1℃から0.6℃の変化があった.さらに,1/f^n変動モードが巣の温度変動に含まれていることが明らかになり,1/fゆらぎがある変動は0.03Hz未満に見られた.これらの結果から,生物情報を応用した新しい空調システムを提案する.

抄録全体を表示

To move independently is very important for people with walking disability, thus, so is the development of walking assistance robotic-suit. To make this happen, a compact and simple control theory which predicts walking motion was proposed based on strategies derived from present biped walking technologies. Currently, a trial product is being developed to verify this walking assistance theory.

抄録全体を表示

総務省によって実施された2002年の国勢調査によると,毎年高齢者は増加している.そのため力を補助するパワーアシストスーツは有効であると考えられる.そのアクチュエータは,軽量薄型で高トルクである事が重要である.超音波モータはこれら特徴を有しており,更に低速高トルク,高保持トルクでダイレクトドライブが可能で静粛性に優れている.本報告は,ステータの振動モード及び櫛歯を検討し,新しい軽量サンドイッチ型超音波モータの開発について行う.

抄録全体を表示

本研究は介護用パワーアシストスーツの開発に関するものである.パワーアシストスーツは様々な動作のサポートをするものである.このスーツには動力源として超音波モータを採用している.超音波モータは減速機なしで低速高トルクを出力でき,また静粛性に非常に優れている.この超音波モータを用いたパワーアシストスーツの機構開発,モータ駆動に関し報告する.

抄録全体を表示

介護者が直接身に着けることによって、患者の抱き上げ・下ろし作業の肉体的負担を半減させることの出来る、完全独立型ウェアラブルパワーアシストスーツを実用化するためにセンシングシステムとメカニズムを改善した。筋肉発揮力センシングをより安定化するために、センサをメッシュ状のベルトに組み込んだ一体型の検出システムを開発した。さらに、スーッの可動範囲を広げ、運動の自由度を増すための構造・機構上の改良を進めた。その結果、筋肉発揮力の検出特性が向上し、スーツを着用しての作業内容が拡大しアシスト能力が向上した。

抄録全体を表示

脳動脈瘤は脳内の血管の一部が瘤状に肥大する疾患で,破裂すると死亡する可能性が高い.しかし,その破裂の詳しい原因は明らかになっていないが,脳動脈瘤の形状が破裂に関係するという臨床データがある.本研究では,脳動脈瘤のシリコーン製弾性モデルを用いて瘤や周辺血管の血液の圧力,流量などの力学的特性の解析を行うことにより臨床データと比較検討した.現在までは弾性モデルを用いた実験により,同一の瘤直径に対して瘤の入口径が小さくなるほど瘤内の圧力が高くなることが確認され,破裂の危険性が高まると考えられた.今後は数値計算により実験結果の妥当性を検討し、さらに流れの可視化により瘤内の流れを観察して、さらに臨床データとの妥当性を検討していく方針である。

抄録全体を表示

In the blood pressure measurement, there are generally two methods. One is the auscultatory method which is widely used as a standard blood pressure measurement method. The other is the automatic sphygmomanometer. It is known that, there is some discrepancies in the measuring results of both methods. In the automatic sphygmomanometer, the measuring blood pressure is determined on the basis of oscillometric signals which, mean the pressure of changes in the air pressure in a cuff. However, the relation between the blood pressure and the oscillometric signals has not been revealed exactly. In this research, a mathematical oscillation model of two degrees of freedom was developed to evaluate the relation from the viewpoint of mechanics. Parameters in the model were estimated by optimization analysis. As a result, the model, in which these estimated parameters were used, simulated measurements of the automatic sphygmomanometer approxmately.

抄録全体を表示

皮膚疾患をもつ患者や幼児は、衣類により刺激や痒みを感じる場合がある。そこで本研究では快適な繊維材料設計のプラットフォームの設立を目的とした。そのため、人の皮膚と布との相互作用を官能評価、摩擦試験により調査した。数種の物性が系統的に変化した布を用い、官能評価、摩擦試験を行った。得られた結果を用いてモデルに基づき官能評価と摩擦特性の相関を検討した。

抄録全体を表示

This paper addresses the technical feasibility of an automatic and intelligent face color analyzer for use in telemedicine or tele-home healthcare systems. We discuss about a face color monitoring system that can be used as a part of an Intelligent Healthcare Assistant (IHA) to assist remote healthcare providers or to provide primitive health condition data for patient's relatives.

抄録全体を表示

本研究は,高齢者,初心者や特定の障害を持つ人々にとって,キーボードやマウスといった従来の情報システムの入力機器よりも遥かに使い易い,タッチモニタ用のソフトウェアキーボードを設計するためのガイドラインの確立を目指すものである.そこで最初に,ユーザ年齢と性別によるタッチモニタ上におけるポインティング動作の動的特性への影響を調べた.主な結果は次の通りである:1.被験者がタッチモニタ上の比較的近距離にある2つの目標の間をポイントする動作を繰り返した時,フィッツの法則(MT=αlog_2D/S+β)はあまり適合せず,むしろ移動時間(MT)は大きさ(S)に対する目標間距離(D)の比率にリニアに増加した(すなわち,MT=αD/S+β).2.係数αは被験者のうちの高齢グループ,中年グループと若年グループでほとんど差が無かった.一方,切片βはこの3つのグループ間で明らかに差が有った.3.係数αは男性よりも女性の方が大きい値となった.さらに,困難指数(D/S)が小さいとき,移動時間(MT)はほぼ同じか女性の方が短かく,一方困難指数が大きくなると男性の方が短くなった.

抄録全体を表示

重量物挙上動作における最適な初期姿勢を究明するため,7節剛体リンクモデルにおいてそれぞれの関節角度を躍度最小モデルで変化させたシミュレーション結果と実測結果を比較・検討することで,最適な初期姿勢がどのような評価指標により決定されているかを検討した.その結果,重量物挙上動作においては,腰椎負荷だけでなく膝への負荷も重要であることがわかった.

抄録全体を表示