医療情報経営学部
Department of Health Data Science 健康データサイエンス学科
医療情報経営学部/健康データサイエンス学科
Faculty of Healthcare Management/Department of Health Data Science
戸田 晴貴 Haruki Toda
准教授
| 担当科目 | 多変量データ解析、生体計測、生体信号処理 |
|---|---|
| 専門分野 | リハビリテーション科学、バイオメカニクス |
| キーワード | 動作解析 、表面筋電図、ウェアラブルデバイス、基本動作、歩行 、バイオメカニクス 、リハビリテーション |
| 学位・称号/取得機関/取得年 | 博士(学術)/神戸大学大学院/2016年 修士(医療工学)/広島国際大学大学院/2011年 |
| 資格 | 2004年 理学療法士 |
| 過去の経歴 | 2022年4月-現在 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 人工知能研究センターデジタルヒューマン研究チーム, 客員研究員 2022年4月-2026年3月 兵庫県立福祉のまちづくり研究所, ロボットリハビリテーションセンター課, 研究員 2018年4月-2022年3月 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 人工知能研究センターデジタルヒューマン研究チーム, 産総研特別研究員 2004年4月-2018年3月 倉敷平成病院, リハビリテーション部 |
| 所属団体・学会等 | 日本理学療法士協会 日本バイオメカニクス学会 日本サルコペニア・フレイル学会 |
| 研究領域 | モーションキャプチャやウェアラブルデバイスを用いたヒトの身体動作の評価、介入 |
|---|---|
| 著書 | 1. 戸田晴貴 極める大腿骨骨折の理学療法 (臨床思考を踏まえる理学療法プラクティス) 大腿骨遠位部の骨折(顆上骨折) 斉藤 秀之 , 加藤 浩 文光堂 2017年5月 207-217 2. 戸田晴貴 介護ケア・ガイド 床からの立ち上がり 日高 正巳, 齋藤 圭介, 國定 美香, 竹田 千佐子 文光堂 2012年12月 104-108 |
| 受賞歴 | 1. 2025 SI2025 優秀講演賞, IMUセンサと位置情報を活用した介護動作認識, 計測自動制御学会, シュレスタ スマン, 太田 智之, 福元 正伸, 戸田 晴貴, 陳 隆明 2. 2025 SI2025 優秀講演賞, 人工筋数理モデルを用いた股関節振り上げ支援効果の予測, 計測自動制御学会, 佐々木 光, 戸田 晴貴, 市村 大輔, 山本 征孝, 竹村 裕, 多田 充徳 3. 2022 Young Investigator Poster Award, Estimation of joint angle during walking from sparse IMUs using deep learning, 17th International Symposium of 3-D Analysis of Human Movement [3D-AHM 2022], Yuji Kumano, Suguru Kanoga, Haruki Toda, Masataka Yamamoto, Hiroshi Takemura, Mitsunori Tada 4. 2022 若手優秀講演フェロー賞, 深層学習を用いた少数IMUからの歩行動作時の関節角度推定, 日本機械学会, 熊野 勇治, 叶賀 卓, 戸田 晴貴, 山本 征孝, 竹村 裕, 多田 充徳 5. 2021 若手優秀講演フェロー賞, 人工筋肉を用いた歩行中の股関節振り上げ支援における制御パラメータのオンラインチューニング, 日本機械学会, 桐山 皓太, 戸田 晴貴, 山本 征孝, 栗田 雄一, 竹村 裕, 多田 充徳 |
| 研究論文(英文) | 1. Toda H Loading rate during weight acceptance: differential contributions of the knee and contralateral ankle with aging Gait & Posture 2026年4月 in press 2. Ota T, Toda H, Tatsukawa S, Fukui K, Chin T. Evaluating the Impact of Caregiver Skill and Spatial Constraints on Postural Load in Care Tasks Using Robots: A Preliminary Study. Asian Journal of Occupational Therapy 2025年8月 21(1) 58-63 3. Tanaka R, Jung H, Yamashina S, Inoue Y, Toda H, Imura T, Tamura H. Influence of Increased Forward Trunk Tilt Angle on Stride Length Shortening During Gait in Older Adults: Secondary Analysis. Archives of Gerontology and Geriatrics Plus 2025年5月 100174 4. Toda H, Chin T. Physical Frailty Prediction Using Cane Usage Characteristics during Walking. Sensors 2024年10月 24(21) 6910 5. Toda H, Oshima T, Ibara T, Chin T. Longitudinal Alterations in the Control of Lateral Center of Mass Movement During Walking in a Patient With Unilateral Transtibial Amputation: A Case Study. Cureus 2024年5月 16(6) e61683 6. Toda H, Hobara H, Tada M. Sex differences in dynamic joint stiffness during walking in older adults. Gait & Posture 2023年11月 108 50-55 7. Toda H, Omori K, Fukui K, Chin T. Measurement of Trunk Movement during Sit-to-Stand Motion Using Laser Range Finders: A Preliminary Study. Sensors 2023年2月 23(4) 2022 8. Tanaka R, Jung H, Yamashina S, Inoue Y, Nakamura R, Toda H, Imura T, Tamura H. Effects of age and gender on spatiotemporal and kinematic gait parameters in older adults. Acta of Bioengineering and Biomechanics 2022年12月 24(4) 13-19 9. Xia C, Maruyama T, Toda H, Tada M, Fujita K, Sugiura Y. Knee Osteoarthritis Classification System Examination on Wearable Daily-Use IMU Layout. Proceedings of the 2022 ACM International Symposium on Wearable Computers. 74-78 10. Toda H, Hashimoto Y, Ibara T, Tada M. Effect of vibrotactile stimulation of the hallux nail on segmental coordination: A secondary analysis using uncontrolled manifold analysis. Journal of Biomechanics 2022年7月 141 111234 11. Maruyama T, Furuya T, Tada M, Toda H, Suzuki I, Wada Y. Feasibility study for the physical load evaluation of construction machine ingress and maintenance. Proceedings of HCII 2022: Digital Human Modeling and Applications in Health, Safety, Ergonomics and Risk Management. Human Body, Motion and Behavior 90-99 12. Maruyama T, Ueshiba T, Tada M, Toda H, Endo Y, Domae Y, Nakabo Y, Mori T, Suita K. Digital Twin-Driven Human Robot Collaboration Using a Digital Human. Sensors 2021年12月 21(24) 8266. 13. Imura T, Toda H, Iwamoto Y, Inagawa T, Imada N, Tanaka R, Inoue Y, Araki H, Araki O. Comparison of supervised machine learning algorithms for classifying of home discharge possibility in convalescent stroke patients: A secondary analysis. Journal of Stroke and Cerebrovascular Diseases 2021年7月 30(10) 106011 14. Toda H, Maruyama T, Fujita K, Yamauchi Y, Tada M. Self-Reported Walking Difficulty Associated with Stiff-Knee Gait in Japanese Patients with Knee Osteoarthritis: A Preliminary Cross-Sectional Study. Healthcare 2021年9月 9(10) 1308 15. Maruyama T, Toda H, Endo Y, Tada M, Hagiwara H, Kitamura K. Digital Human Simulation for Fall Risk Evaluation When Sitting on Stepladders. Proceedings of HCII 2021: Digital Human Modeling and Applications in Health, Safety, Ergonomics and Risk Management. Human Body, Motion and Behavior. 58-66 16. Toda H, Maruyama T, Fujita K, Yamauchi Y, Tada M. Self-Perception of the Knee Is Associated with Joint Motion during the Loading Response in Individuals with Knee Osteoarthritis: A Pilot Cross-Sectional Study. Sensors 2021年6月 21(12) 4009 17. Toda H, Maruyama T, Kurita Y, Tada M. Individual Adjustment of Contraction Parameters for Effective Swing Assist Using a Pneumatic Artificial Muscle in the Elderly. Applied Sciences 2021年5月 11(9) 4308 18. Imura T, Iwamoto Y, Inagawa T, Imada N, Tanaka R, Toda H, Inoue Y, Araki H, Araki O. Decision tree algorithm identifies stroke patients likely discharge home after rehabilitation using functional and environmental predictors. Journal of Stroke and Cerebrovascular Diseases 2021年1月 30(4) 105636 19. Toda H, Tada M, Maruyama T, Kurita Y. Optimal Swing Support during Walking Using Wireless Pneumatic Artificial Muscle Driver. Journal of Robotics and Mechatronics 2021年1月 33(2) 379-385. 20. Maruyama T, Toda H, Kanoga S, Tada M, Endo Y. Accuracy Evaluation of Human Gait Estimation by a Sparse Set of Inertial Measurement Units. Activity and Behavior Computing. 2020年12月 51-61 21. Toda H, Maruyama T, Tada M. Indoor versus outdoor walking: Does it make any difference in joint angle depending on road surface?. Frontiers in Sports and Active Living 2020年8月 2 119 22. Laohakangvalvit T, Toda H, Maruyama T, Kurita Y, Tada M. Evaluation of Cognitive Load and Its Relationship with Physical Ability on Walking Support using Pneumatic Artificial Muscle (PAM) Driver. Proceedings of AHFE 2020: Advances in Usability, User Experience, Wearable and Assistive Technology. 860-867 23. Toda H, Hashimoto Y, Tada M. Vibrotactile Stimulation of Nail of Hallux during Walking: Effect on Center-of-Mass Movement in Healthy Young Adults. Applied Sciences 2020年6月 10(13) 4562 24. Maruyama T, Toda H, Ishii W, Tada M. Inertial Measurement Unit to Segment Calibration Based on Physically Constrained Pose Generation. SICE Journal of Control, Measurement, and System Integration 13(3) 122-130. 25. Maruyama T, Tada M, Toda H. Riding Motion Capture System Using Inertial Measurement Units with Contact Constraints. International Journal of Automation Technology 2019年4月 13(4) 506-516 26. Toda H, Tada M, Maruyama T, Kurita Y. Effect of Contraction Parameters on Swing Support During Walking Using Wireless Pneumatic Artificial Muscle Driver: A Preliminary Study. Proceedings of 58th Annual Conference of the Society of Instrument and Control Engineers of Japan, SICE 2019 727-732 27. Toda H, Nagano A, Luo Z. Age-related differences in muscle control of the lower extremity for support and propulsion during walking. Journal of Physical Therapy Science 2015年11月 28(3) 794-801 28. Toda H, Nagano A, Luo Z. Analysis of walking variability through simultaneous evaluation of the head, lumbar, and lower-extremity acceleration in healthy youth. Journal of Physical Therapy Science 2016年3月 28(6) 1801-1805 29. Toda H, Nagano A, Luo Z. Age and gender differences in the control of vertical ground reaction force by the hip, knee and ankle joints. Journal of Physical Therapy Science 2015年2月 27(6) 1833-1838 30. Toda H, Nagano A, Luo Z. Contribution of Lower Extremity Joint Moment on Ground Reaction Force during Walking in Elderly and Younger People. Proceedings of 2013 IEEE/SICE INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON SYSTEM INTEGRATION (SII) 60-65 |
| 研究論文(和文) | 1. 陳隆明, 戸田晴貴, 大森清博, 福井克也 身体的フレイルを評価する新しいシステムの開発 総合リハビリテーション 2023年5月 51(9) 995-998 2. 野原隆樹, 戸田晴貴, 多田充徳, 藤田浩二 歩行能力と慣性センサで検出可能な杖の動きの関係 生体医工学 2021年3月 59(1) 14-23 3. 妹尾祐太, 井上優, 戸田晴貴, 加藤浩 歩行における下腿三頭筋の筋電図積分値とwavelet周波数パワーの差異 理学療法ジャーナル 2020年6月 55(1) 102-108 4. 戸田晴貴, 長野明紀, 羅志偉 歩行中の下肢筋張力における性差 理学療法科学 2015年8月 31(1) 37-42 5. 藤井貴允, 戸田晴貴, 石川博隆, 木藤伸宏, 佐々木久登 立ち上がり動作の内部股関節伸展モーメント産出に影響する筋機能の加齢変化 理学療法科学 2013年2月 28(4) 463-468 6. 戸田晴貴, 木藤伸宏 高齢者における歩行時下肢関節角度変化量が床反力に及ぼす影響 理学療法科学 2012年11月 28(2) 273-277 |
| 総説・解説 | 1. 2023 木村加奈子, 舘野孝史, 岩品亮佑, 片貝智, 戸田晴貴, 宮田なつき, 多田充徳 電卓の打ちやすさを変える横方向3°の傾斜と階段キー 人間生活工学 2023年5月 2. 2022 戸田晴貴 変形性膝関節症患者のStiff-knee gaitに関連する因子の特定と介入手法の提案 バイオメカニズム学会誌 2022年11月 46(4) 201-206 3. 2019 多田充徳, 戸田晴貴, 丸山翼 【医療と情報:第2部 身体情報を医療と結びつける情報学】1.ディジタルヒューマン技術が実現する臨床現場や生活空間における運動解析 情報処理 2019年3月 60(4) 320-323 4. 2018 戸田晴貴, 丸山翼, 多田充徳 【隣接領域と連携したバイオメカニクス研究】リハビリテーション領域におけるバイオメカニクス研究の現状と課題 バイオメカニクス研究 2018年12月 22(3) 110-117 5. 2016 戸田晴貴 【日常生活中の下肢動作】 高齢者における歩行の加齢変化 バイオメカニクス研究 2016年11月 20(3) 142-148 |
| 科学研究費 | 1. 2024年4月-2027年3月 4,550千円 基盤研究(C) 視覚探索課題中の運動解析を用いたMCIスクリーニングシステムの開発 2. 2023年4月-2026年3月 4,680千円 若手研究 スマートセンシングと機械学習を用いたフレイル評価システムの有効性の検証 3. 2023年4月-2026年3月 4,680千円 基盤研究(C) 仮想空間を活用した運動イメージ誤差の視覚的フィードバックシステムの開発 4. 2021年4月-2024年3月 4,160千円 基盤研究(C) ICTを導入したハイブリッド型支援のフレイル予防の有効性と社会インパクトの評価 5. 2019年4月-2023年3月 4,030千円 若手研究 変形性膝関節症患者に対する足部振動刺激の提示が歩行修正に及ぼす効果の検証 |
| 共同研究・受託研究 等 | 1. 2024年4月-2026年3月 研究助成金 介護ロボット操作技能の定量化技術を用いた技能習得支援の効果検証 2. 2022年9月-2024年3月 研究助成金 ヒューマンデジタルツインを活用した身体モビリティデザイン |
| 知的財産権 | 1. 特許権 膝関節置換術要否判定システム、膝関節置換術要否判定方法及び膝関節置換術要否判定プログラム 陳隆明 , 戸田晴貴 2025年6月12日 特許7789254 2. 特許権 認知機能評価システム、認知機能評価方法及び認知機能評価プログラム 陳隆明、戸田晴貴、開發学人 2025年8月19日 特許7770609 3. 特許権 フレイル評価システム、フレイル評価方法及びフレイル評価プログラム 陳隆明、戸田晴貴、開發学人 2024年12月24日 特許7714105 4. 特許権 技術継承支援システム、技術継承支援方法及び技術継承支援プログラム 陳隆明、戸田晴貴、太田智之 2024年10月10日 特許7603879 5. 特許権 フレイル状態評価支援装置、フレイル状態評価支援システム、フレイル状態評価支援方法及びフレイル状態評価支援プログラム 陳隆明、戸田晴貴 2023年8月10日 特許7455263 |
| Papers | 1. 2026 Toda H Loading rate during weight acceptance: differential contributions of the knee and contralateral ankle with aging Gait & Posture 2026年4月 in press 2. 2025 Ota T, Toda H, Tatsukawa S, Fukui K, Chin T. Evaluating the Impact of Caregiver Skill and Spatial Constraints on Postural Load in Care Tasks Using Robots: A Preliminary Study. Asian Journal of Occupational Therapy 2025年8月 21(1) 58-63 3. 2025 Tanaka R, Jung H, Yamashina S, Inoue Y, Toda H, Imura T, Tamura H. Influence of Increased Forward Trunk Tilt Angle on Stride Length Shortening During Gait in Older Adults: Secondary Analysis. Archives of Gerontology and Geriatrics Plus 2025年5月 100174 4. 2024 Toda H, Chin T. Physical Frailty Prediction Using Cane Usage Characteristics during Walking. Sensors 2024年10月 24(21) 6910 5. 2024 Toda H, Oshima T, Ibara T, Chin T. Longitudinal Alterations in the Control of Lateral Center of Mass Movement During Walking in a Patient With Unilateral Transtibial Amputation: A Case Study. Cureus 2024年5月 16(6) e61683 6. 2024 Toda H, Hobara H, Tada M. Sex differences in dynamic joint stiffness during walking in older adults. Gait & Posture 2023年11月 108 50-55 7. 2023 Toda H, Omori K, Fukui K, Chin T. Measurement of Trunk Movement during Sit-to-Stand Motion Using Laser Range Finders: A Preliminary Study. Sensors 2023年2月 23(4) 2022 8. 2022 Tanaka R, Jung H, Yamashina S, Inoue Y, Nakamura R, Toda H, Imura T, Tamura H. Effects of age and gender on spatiotemporal and kinematic gait parameters in older adults. Acta of Bioengineering and Biomechanics 2022年12月 24(4) 13-19 9. 2022 Xia C, Maruyama T, Toda H, Tada M, Fujita K, Sugiura Y. Knee Osteoarthritis Classification System Examination on Wearable Daily-Use IMU Layout. Proceedings of the 2022 ACM International Symposium on Wearable Computers. 74-78 10. 2022 Toda H, Hashimoto Y, Ibara T, Tada M. Effect of vibrotactile stimulation of the hallux nail on segmental coordination: A secondary analysis using uncontrolled manifold analysis. Journal of Biomechanics 2022年7月 141 111234 11. 2022 Maruyama T, Furuya T, Tada M, Toda H, Suzuki I, Wada Y. Feasibility study for the physical load evaluation of construction machine ingress and maintenance. Proceedings of HCII 2022: Digital Human Modeling and Applications in Health, Safety, Ergonomics and Risk Management. Human Body, Motion and Behavior 90-99 12. 2021 Maruyama T, Ueshiba T, Tada M, Toda H, Endo Y, Domae Y, Nakabo Y, Mori T, Suita K. Digital Twin-Driven Human Robot Collaboration Using a Digital Human. Sensors 2021年12月 21(24) 8266. 13. 2021 Imura T, Toda H, Iwamoto Y, Inagawa T, Imada N, Tanaka R, Inoue Y, Araki H, Araki O. Comparison of supervised machine learning algorithms for classifying of home discharge possibility in convalescent stroke patients: A secondary analysis. Journal of Stroke and Cerebrovascular Diseases 2021年7月 30(10) 106011 14. 2021 Toda H, Maruyama T, Fujita K, Yamauchi Y, Tada M. Self-Reported Walking Difficulty Associated with Stiff-Knee Gait in Japanese Patients with Knee Osteoarthritis: A Preliminary Cross-Sectional Study. Healthcare 2021年9月 9(10) 1308 15. 2021 Maruyama T, Toda H, Endo Y, Tada M, Hagiwara H, Kitamura K. Digital Human Simulation for Fall Risk Evaluation When Sitting on Stepladders. Proceedings of HCII 2021: Digital Human Modeling and Applications in Health, Safety, Ergonomics and Risk Management. Human Body, Motion and Behavior. 58-66 16. 2021 Toda H, Maruyama T, Fujita K, Yamauchi Y, Tada M. Self-Perception of the Knee Is Associated with Joint Motion during the Loading Response in Individuals with Knee Osteoarthritis: A Pilot Cross-Sectional Study. Sensors 2021年6月 21(12) 4009 17. 2021 Toda H, Maruyama T, Kurita Y, Tada M. Individual Adjustment of Contraction Parameters for Effective Swing Assist Using a Pneumatic Artificial Muscle in the Elderly. Applied Sciences 2021年5月 11(9) 4308 18. 2021 Imura T, Iwamoto Y, Inagawa T, Imada N, Tanaka R, Toda H, Inoue Y, Araki H, Araki O. Decision tree algorithm identifies stroke patients likely discharge home after rehabilitation using functional and environmental predictors. Journal of Stroke and Cerebrovascular Diseases 2021年1月 30(4) 105636 19. 2021 Toda H, Tada M, Maruyama T, Kurita Y. Optimal Swing Support during Walking Using Wireless Pneumatic Artificial Muscle Driver. Journal of Robotics and Mechatronics 2021年1月 33(2) 379-385. 20. 2020 Maruyama T, Toda H, Kanoga S, Tada M, Endo Y. Accuracy Evaluation of Human Gait Estimation by a Sparse Set of Inertial Measurement Units. Activity and Behavior Computing. 2020年12月 51-61 21. 2020 Toda H, Maruyama T, Tada M. Indoor versus outdoor walking: Does it make any difference in joint angle depending on road surface?. Frontiers in Sports and Active Living 2020年8月 2 119 22. 2020 Laohakangvalvit T, Toda H, Maruyama T, Kurita Y, Tada M. Evaluation of Cognitive Load and Its Relationship with Physical Ability on Walking Support using Pneumatic Artificial Muscle (PAM) Driver. Proceedings of AHFE 2020: Advances in Usability, User Experience, Wearable and Assistive Technology. 860-867 23. 2020 Toda H, Hashimoto Y, Tada M. Vibrotactile Stimulation of Nail of Hallux during Walking: Effect on Center-of-Mass Movement in Healthy Young Adults. Applied Sciences 2020年6月 10(13) 4562 24. 2020 Maruyama T, Toda H, Ishii W, Tada M. Inertial Measurement Unit to Segment Calibration Based on Physically Constrained Pose Generation. SICE Journal of Control, Measurement, and System Integration 13(3) 122-130. 25. 2019 Maruyama T, Tada M, Toda H. Riding Motion Capture System Using Inertial Measurement Units with Contact Constraints. International Journal of Automation Technology 2019年4月 13(4) 506-516 26. 2019 Toda H, Tada M, Maruyama T, Kurita Y. Effect of Contraction Parameters on Swing Support During Walking Using Wireless Pneumatic Artificial Muscle Driver: A Preliminary Study. Proceedings of 58th Annual Conference of the Society of Instrument and Control Engineers of Japan, SICE 2019 727-732 27. 2016 Toda H, Nagano A, Luo Z. Age-related differences in muscle control of the lower extremity for support and propulsion during walking. Journal of Physical Therapy Science 2015年11月 28(3) 794-801 28. 2016 Toda H, Nagano A, Luo Z. Analysis of walking variability through simultaneous evaluation of the head, lumbar, and lower-extremity acceleration in healthy youth. Journal of Physical Therapy Science 2016年3月 28(6) 1801-1805 29. 2015 Toda H, Nagano A, Luo Z. Age and gender differences in the control of vertical ground reaction force by the hip, knee and ankle joints. Journal of Physical Therapy Science 2015年2月 27(6) 1833-1838 30. 2013 Toda H, Nagano A, Luo Z. Contribution of Lower Extremity Joint Moment on Ground Reaction Force during Walking in Elderly and Younger People. Proceedings of 2013 IEEE/SICE INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON SYSTEM INTEGRATION (SII) 60-65 |
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