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静止立位および歩行開始の神経制御メカニズムに基づく運動機能リハビリ支援機器の開発

Research Project

Project/Area Number 12J01600
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Biomedical engineering/Biological material science
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

山本 智久  大阪大学, 基礎工学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2012 – 2014
Project Status Completed (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥2,700,000 (Direct Cost: ¥2,700,000)
Fiscal Year 2014: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2013: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2012: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywords姿勢制御 / 重心動揺 / 間欠制御モデル / 静止立位姿勢 / パーキンソン病 / すくみ足 / 立位姿勢の不安定化 / 立位姿勢の不安定
Outline of Annual Research Achievements

本研究では以下の2つの課題を行う.
研究課題1 : 姿勢の不安定化を示すパーキンソン病患者(PD患者)における間欠制御の崩壊が「すくみ足」(歩行開始の躊躇症状)の発生メカニズムの1つでもあるとの仮説を立て, 歩行開始のごく初期段階における重心移動や足関節筋の筋活動計測を行い, この仮説の妥当性を検証する. このようなPD患者の「すくみ足」の発生メカニズムの探求と立位姿勢および歩行機能の定量化とそれに基づく定量診断アルゴリズムの開発を行う(国立病院機構刀根山病院との共同研究).
研究課題2 : 使用者の負担を軽減する省スペースかつ簡易に計測可能なマーカーレスモーションキャプチャシステムと床反力計を組み込んだ簡易型立位・歩行機能評価/リハビリ支援システムの開発を行う.
平成26年度は, 主に研究課題1に関する研究を行った. 昨年度から引き続き共同研究先である国立病院機構刀根山病院にてPD患者の静止立位および歩行開始における重心動揺や足関節筋の活動などの運動計測を行った. 加えて所属研究室内でPD患者と同様の運動計測を健常者に対して行った. 健常者の重心動揺データに対して, 先行研究などにより検討された重心動揺評価指標の指標値を算出した. その結果, 健常者の重心動揺パターンの中に計測時間帯や計測日に依らない個人差が存在し, 主に身体パラメータに依存していることが示唆された. 個人差が表れる特徴を表す指標の中に先行研究で姿勢安定性評価指標として広く用いられているものが存在しており, 評価指標の信頼性を再検討する必要性を指摘することができた. また健常者の重心動揺パターンに共通する普遍性の存在も示唆され, その特徴は立位姿勢の神経制御メカニズムを強く反映したものであった. さらにこの特徴はPD患者と健常者の重心動揺の差異が強く表れるものであった. この成果を国際論文誌にて報告した.

Research Progress Status

本研究課題は平成26年度が最終年度のため, 記入しない.

Strategy for Future Research Activity

本研究課題は平成26年度が最終年度のため, 記入しない.

Report

(3 results)
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • 2012 Annual Research Report
  • Research Products

    (15 results)

All 2015 2014 2013 2012 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (10 results) Remarks (3 results)

  • [Journal Article] Universal and Individual Characteristics of Postural Sway during Quiet Stance in Healthy Young Adults2015

    • Author(s)
      Tomohisa Yamamoto, Charles E. Smith, Yasuyuki Suzuki, Ken Kiyono, Takao Tanahashi, Saburo Sakoda, Pietro Morasso, Taishin Nomura
    • Journal Title

      Physiological Reports

      Volume: 3 Issue: 3 Pages: e12329-e12329

    • DOI

      10.14814/phy2.12329

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Noisy Interlimb Coordination Can Be a Main Cause of Freezing of Gait in Patients with Little to No Parkinsonism2013

    • Author(s)
      棚橋貴夫, 山本智久, 遠藤卓行, 藤村晴俊, 横江勝, 望月秀樹, 野村泰伸, 佐古田三郎
    • Journal Title

      PLoS ONE

      Volume: 8(12) Issue: 12 Pages: e84423-e84423

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0084423

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 数理的モデルによるすくみ足症例の両下肢間協調運動に関する検討2014

    • Author(s)
      棚橋貴夫, 山本智久, 片畑亨, 吉川直也, 鈴木康之, 遠藤卓行, 藤村晴俊, 望月秀樹, 野村泰伸, 佐古田三郎
    • Organizer
      第55回日本神経学会学術大会
    • Place of Presentation
      福岡国際会講場(福岡県・福岡市)
    • Year and Date
      2014-05-24
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 静止立位時重心動揺パターンの個人差とその定量化2013

    • Author(s)
      山本智久, 鈴木康之, 清野健, 野村泰伸
    • Organizer
      生体医工学シンポジウム2013
    • Place of Presentation
      九州大学(福岡県)
    • Year and Date
      2013-09-20
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] ヒト静止立位時重心動揺パターンの個人的特異性と横断的普遍性2013

    • Author(s)
      山本智久, 鈴木康之, 清野健, 野村泰伸
    • Organizer
      2013年度統計数理研究所共同研究集会
    • Place of Presentation
      統計数理研究所(東京都)
    • Year and Date
      2013-09-19
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] ヒト静止立位時重心動揺の定量化2013

    • Author(s)
      山本智久, 鈴木康之, 清野健, 野村泰伸
    • Organizer
      第7回Motor Control研究会
    • Place of Presentation
      東京大学農学部(東京都)
    • Year and Date
      2013-09-06
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Marker-Less Motion Capture System with Kinect and Foot Pressure Distribution Measurement2013

    • Author(s)
      八田俊之, 山本智久, 鈴木康之, 清野健, 野村泰伸
    • Organizer
      35th Annual International Conference of the IEEE EMBS
    • Place of Presentation
      大阪国際会議場(大阪府)
    • Year and Date
      2013-07-06
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Bifurcation Analysis of an Intermittent Control Model During Human Quiet Stance : A Possible Mechanism of Postural Sway abstract2013

    • Author(s)
      野村泰伸, 鈴木康之, 山本智久, 清野健, Pietro Morasso
    • Organizer
      SIAM Conference on Applications of Dynamical Systems 2013
    • Place of Presentation
      Snowbird Resort (USA)
    • Year and Date
      2013-05-21
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 4D human body posture estimation based on a motion capture system and a multi-rigid link model2012

    • Author(s)
      吉川直也
    • Organizer
      34th Annual International Conference of the IEEE EMBS
    • Place of Presentation
      Hilton San Diego Bayfront(USA)
    • Year and Date
      2012-08-31
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Gait analysis of patients with freezing of gait with and without parkinsonism2012

    • Author(s)
      棚橋貴夫
    • Organizer
      16th International Congress of Parkinson's Disease and Movement Disorders
    • Place of Presentation
      The Convention Centre Dublin (Ireland)
    • Year and Date
      2012-06-20
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Intermittent Control and Homeclinic Cycle as Underlying Mechanisms of Stochastic Postural Sway with Long-Term Correlation during Human Quiet Standing2012

    • Author(s)
      野村泰伸
    • Organizer
      Biocomp2012 Mathematical Modeling and Computational Topics in Biosciences
    • Place of Presentation
      Hotel Lloyd's Baia (Italy)
    • Year and Date
      2012-06-07
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] すくみ足を伴うパーキンソン病症候群における歩行解析2012

    • Author(s)
      棚橋貴夫
    • Organizer
      第53回日本神経学会学術大会
    • Place of Presentation
      東京国際フォーラム(東京都)
    • Year and Date
      2012-05-24
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://www3.bpe.es.osaka-u.ac.jp/thesis/thesis.html

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://www3.bpe.es.osaka-u.ac.jp/thesis/thesis.html

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://www3.bpe.es.osaka-u.ac.jp/thesis/thesis.html

    • Related Report
      2012 Annual Research Report

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Published: 2013-04-25   Modified: 2024-03-26  

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