歩行パラメータを決定するためのウェアラブル センサーの実現可能性

この研究では、ウェアラブル センサーを使用して一般的な歩行パラメータを監視する実現可能性を検討します。 加速度計、ジャイロスコープ、磁力計を含む 8 つのウェアラブル慣性測定ユニット (IMU) で構成されるセンサー システムが検査されます。 これらのセンサーは、歩行パラメータを監視するために同時に動作するようにプログラムされます。 ウェアラブル センサー スイートには、歩行パラメータ データを収集および保存する機能があります。 各センサーのサイズと重量は、標準的な金属製の腕時計と同様である必要があります。 センサースイートは、歩行速度、歩幅、胴体の動きという 3 つの歩行パラメータを監視します。 これらの歩行パラメータは、軽度の外傷性脳損傷やその他の神経障害および前庭障害の監視と検出に重要です。

ウェアラブル センサー スイートには次の設計パラメーターがあります。

• デバイスは、データをリアルタイムでストリーミングすることと、後でコンピューターに転送するためにオンボードでデータを記録することの両方ができる必要があります。
• データは MATLAB® などのソフトウェア解析パッケージを使用して処理する必要があります
• デバイスの重さは金属製の腕時計のサイズ以下である必要があります
• デバイスは、臨床医やユーザーが簡単に装着でき、簡単に操作できる必要があります。
• デバイスのバッテリー寿命は 4 時間以上である必要があります。ウェアラブル センサー スイートは、比較のために 8 台のカメラ Vicon 赤外線光学キャプチャ動作分析システムを使用して検証されます。 10 人の健康なボランティアは、Vicon 運動分析システムとウェアラブル センサー システムによって監視されながら、4 つの異なるタイプの歩行トライアルを各トライアル タイプについて 5 回完了するように求められます。

歩行トライアルの種類は次のとおりです。

• 自ら選択した通常の歩幅とリズムで 20 フィートの小道を歩きます。
• 歩行速度を下げながら、歩幅を増やして 20 フィートの小道を歩きます。
• 歩行速度を上げながら、歩幅を増やして 20 フィートの小道を歩きます。
• 歩行速度を下げながら、歩幅を減らして 20 フィートの小道を歩きます。
• 歩行速度を上げながら、歩幅を減らして 20 フィートの小道を歩きます。