歩行リハビリ支援のためのセンサ装着杖を 介した歩行動作認識手法の提案
- 1. 歩?リハビリ?援のためのセンサ装着杖を 介した歩?動作認識?法の提案 〇?橋雄太1，??恭宏1，藤本まなと1，荒川豊1,2 1. 奈良先端科学技術?学院?学 2. JSTさきがけ DICOMO 2017 セッション 1B 歩?者センシング 2017/6/28 1B-3
- 2. 研究背景 vリハビリ業界における課題 2 効果的なリハビリ?援に不可? ?齢化社会 ?材不? 評価が不?分に vリハビリ患者の歩?評価 § リハビリ患者の容体の把握 § 訓練やアドバイスの指針 § 回復具合の把握…
- 3. 本研究の?標 v?常の歩?センシングによるリハビリ?援 3 v ?常の歩?センシング § 低消費電?化 § 定量的な評価 § 歩?パラメータをロギング 〇 定期的な歩?評価 〇リハビリ?援者の業務の負担軽減 ◎ リハビリ?援への利? § クラウドにデータを集約 § デバイスからデータを収集 § 収集タイミングは 帰宅時 or 通院時
- 4. 杖へのセンサデバイスの装着 v杖装着のメリット ?体に?接触 取り外し?装着が容易 ?対称な歩?へのロバスト性 ? 実?性が?い vセンサデバイス SenStick (8種類のセンサ) § 加速度 (±4G) § ジャイロ (±500 rad/sec) § サンプリング周波数 50Hz § ファームウェアの開発が可能 4
- 5. (過去の) デバイスたち 5 v1 v2 SenStick 3種類のセンサ BLEモジュール Cortex-M0 3種類のセンサ BLEモジュール Cortex-M0 SD書き込み 充電回路 8種類のセンサ BLEモジュール Cortex-M4F フラッシュメモリ 充電回路
- 6. 歩?センシングと評価の流れ 6 杖の歩?検出 vセンシングパート 歩?パラメータ の抽出 デバイス内 ROM 歩?パラメータ の分析 歩? 距離 転倒 リスク 歩?の 実?性 歩? 速度 … v評価パート クラウド上 のDB § センサデバイス内で完結 § 計算リソース?記憶領域が少ない § クラウド上での処理 § 計算リソース?記憶領域が多い パラメータの ロギング 歩?ログの収集
- 9. 歩?検出アルゴリズム ? RVを超えると検知開始 ① ?"が閾値を超え， ?"が閾値の範囲内 ② ?$が閾値を超え， ?$が閾値の範囲内 ③ ?%もしくは?&が閾値を超える ④ 全ての条件を満たしたら?突きと判断 9 合成加速度 加速度の差分 閾値の決め? ? デイケアセンタで収集したデー タから各パラメータの値を算出 ? 各パラメータの平均と標準偏差 を求め閾値を定義
- 10. 歩?距離推定のためのパラメータ 10 § 歩?速度 ? 歩?能?評価の基本項? § 歩?距離がわかれば，歩?速度がわかる v?突きのデータから得られるパラメータ (28項?) パラメータの種類 時間 ?度 加速度
- 11. 重回帰による歩?距離推定 11 v重回帰モデルの構築?"& : x軸の?度の最? ?"( : x軸の?度の最?値と 最?値の差 距離 m 距離 m ?"& ?"( v相関分析 ? = ?, + ?" ?"& + ?$ ?"( ?, = 0.265 ?" = ?0.0138 ?$ = 0.695 ×10:$ 最??乗法でフィッティング ?"& ?"( 各軸の?度の変化 ?:x, 緑:y, ?:z
- 13. 歩?動作の検出結果 13 v結果 160歩中 153歩検出 検出精度 : 95.56% v検出できなかった原因 床への接触 インパクトの誤検出
- 14. 歩?距離推定の結果 14 § ?突きごとに対して距離推定 ? ?回推定したものを加算 v推定精度 平均 : 83.79%, 標準偏差 : 8.63% 最? : 95.56%, 最? : 68.82% ?による 精度のばらつき ※全ての歩?動作が検 出されたとして推定
- 16. 今後の展開 v歩?データの収集 § 歩?検出のロバスト性の向上 § 歩?距離の推定精度の向上 (90%以上) v歩?センシングデバイスのファームウェア開発 § センサデータのリアルタイム処理 § 連続動作時間の検証 vセンシングデータの分析 § 転倒リスク § 杖の使い?の評価 16
- 17. リハビリ患者の歩?評価 v歩?の仕?の評価 17 v歩?の実?性の評価 § 理学療法?や医師による ?視による判断 【テスト】 10m歩?テスト 6分間歩?テスト Timed Up and Go Stops walking when talking 【分類】 Fuctional Ambulation Categories 実?的歩?能?分類 § 定量的な評価?法が提案 § ?がかりな装置が必要 § 訪問リハビリ患者への対応が困難 § 計測者が必要 § 環境構築が必要 § テスト時の転倒のリスク § 業務の負担の増? q 定期的な歩?評価が困難 q リハビリ?援者の業務の負担が増?