Development and evaluation of an online wheelchair adaptation assistance system using a posture estimation model

使用姿势估计模型开发和评估在线轮椅适应辅助系统

基本信息

批准号：
22K12911
负责人：
関川伸哉
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Tohoku Fukushi University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

初年度は，主に以下に示す2つの方向性から研究を実施した．一つ目は，深層学習を用いた車椅子適合に必要な解剖学的ランドマークの検出方法について研究を進めた．本研究では，写真撮影のみで車椅子適合に必要な身体寸法値の算出を行う計測システムの開発を目的に，深層学習（ニューラルネットワーク：NN）を用いて5つの解剖学的ランドマークの検出を試みた．研究に使用した写真撮影は，2022年7月～12月の期間に行い，被験者は100名（男性：52名，女性：48名）で，撮影した画像データは1名につき3枚取得（良姿勢，リラックス姿勢，脱力姿勢）し合計300枚の写真を用いて研究を進めた．ランドマークの検出には，事前学習済モデルを用いて26点のキーポイント座標を取得した．26点のキーポイント座標を用いて深層学習および線形回帰により5つのランドマーク座標を予測した．検出精度の評価指標には予測値と正解値間の決定係数，および平均絶対値誤差を用いた．4つのNNモデルと線形回帰モデルにおける検出精度の比較を行った結果．2つの指標ともに明らかにNNモデルの方が高く，いずれのNNモデルにおいても各ランドマーク座標を誤差20㎜以下の精度で検出可能であることがわかった．本研究内容は，論文として投稿を進めている．二つ目は，車椅子適合支援（臨床介入）を2施設で実施した．高齢者福祉施設での臨床介入を通して，過去の実績同様に車椅子適合支援の効果検証及び評価を多角的に実施した．但し，コロナ禍の影響で介入が中止になることも度々あり，2施設合わせて12回の介入に留まった．介入事例については，介入前後の評価結果について分析を進めている．車椅子適合支援介入の効果については，「介護老人福祉施設における車椅子適合支援の効果に関する研究-介入前後比較からの多角的検証 -社会福祉学，Vol63-4，27-37（2023）」として投稿済みである．

第一年，我们主要从以下两个方向进行研究。首先，我们研究了一种利用深度学习检测轮椅适应所需的解剖标志的方法。在这项研究中，我们尝试使用深度学习（神经网络：NN）检测五个解剖标志，目的是开发一种仅通过拍照即可计算出适合轮椅所需的身体尺寸的测量系统。研究中使用的照片拍摄于2022年7月至12月，共有100名受试者（52名男性，48名女性），每个受试者获得3张图像（质量良好），总共使用300张照片进行研究。（姿势，放松姿势，放松姿势）。为了检测地标，我们使用预训练模型来获取 26 个关键点的坐标。使用深度学习和使用 26 个关键点坐标的线性回归来预测 5 个地标坐标。将预测值与正确值的决定系数以及平均绝对误差作为检测精度的评价指标。四种神经网络模型和线性回归模型的检测精度比较结果。 NN 模型的两个指数都明显更高，并且两个 NN 模型都能够以小于 20 毫米的精度检测每个地标坐标。这项研究的内容正在以论文形式提交。其次，在两个设施中实施了轮椅适应支持（临床干预）。通过在老年人福利机构的临床干预，我们从多个角度验证和评估了轮椅适应支持的有效性，与以往的结果类似。然而，由于冠状病毒大流行的影响，干预措施经常被取消，两个设施仅进行了 12 次干预措施。关于干预案例，我们目前正在分析干预前后的评估结果。关于轮椅适应支持干预的效果，发表为《老年人护理机构轮椅适应支持效果研究-干预前后比较的多方面验证-社会福利研究》，第63-4卷，第27期-37 (2023)” 是的。