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Experimental approach for integrative gait control using sinusoidal speed changing protocol

Research Project

Project/Area Number 22K11517
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 59020:Sports sciences-related
Research InstitutionKyushu Sangyo University

Principal Investigator

Abe Daijiro  九州産業大学, 健康・スポーツ科学センター, 教授 (10368821)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 堀内 雅弘  鹿屋体育大学, スポーツ生命科学系, 教授 (50310115)
本山 清喬  九州産業大学, 健康・スポーツ科学センター, 助教 (80824903)
齋藤 輝  九州産業大学, 健康・スポーツ科学センター, 講師 (90758591)
Project Period (FY) 2022-04-01 – 2025-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help
¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Fiscal Year 2024: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Keywords直立二足歩行 / 動的バランス / 脊髄CPG / ロコモーション / 動的安定性 / SPM / セントラル・パターン・ジェネレータ / 正弦波状速度変化 / 歩行 / 歩容変動 / 加齢 / 運動習慣 / 転倒 / 経済速度 / バイオメカニクス / 歩容調整 / 動的平衡 / 運動視差
Outline of Research at the Start

高齢者や術後患者に見られる歩行機能の低下や転倒リスクの増大は、健常者でも中年期にその予兆が顕在化することがあり、これが歩容調整能力の低下や転倒骨折事故の頻発と関連する。本研究では下肢3関節の統合制御(PCL)を応用して、歩容調整能力を定量評価する方法の妥当性と限界を検討し、歩容調整に関わる人-生活環境の相互作用を明らかにする。特にハイヒール着用、スマホ歩き、加齢、運動不足、錯視など日常生活における歩容調節機能に悪影響を与え得る要因が下肢の統合制御に及ぼす影響を明らかにする。

Outline of Final Research Achievements

The decline in gait function and an increase in fall risk found in the elderly and postoperative patients may become apparent in middle age, even in healthy people. It is associated with reduced gait control and more frequent accidents involving fall fractures. In this study, changes in the elevation angles of three lower joints (hip, knee, and foot joints) were captured by 8 high-speed cameras during treadmill walking with sinusoidal speed changes. First, we investigated the methodological validity of a use of sinusoidal speed changing protocol with different cycles and amplitudes on integrated control of the lower limbs using the planar covariation law. And then, we clarified the effects of aging, regular exercise habituation, and other environmental-human factors on the anteroposterior and lateral gait variabilities.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

国内人口の1/3が65歳以上、さらに昨年度末に全団塊世代が後期高齢者になった。既に転倒骨折事故を経験したり、ロコモーティブシンドロームを抱える人は多い。また若者でも転倒による骨折や流産など重大事故は数多く報告されている(Timsina et al. 2017)。本研究は歩行中の動的バランスを定量的に評価し、歩容擾乱がどのようにして発生するのか実験的に検討した。本研究の成果は高齢者や要リハ者に対する臨床応用が期待され、同時に転倒リスク低減による健康寿命延伸や介護負担軽減に貢献する。

Report

(3 results)
  • 2024 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2024 2022

All Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Open Access: 4 results,  Peer Reviewed: 2 results) Presentation (4 results) (of which Invited: 1 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Speed amplitude and period affect gait variability and step followability under sinusoidal speed changing conditions2024

    • Author(s)
      Kiyotaka Motoyama, Takehiro Tashiro, Akira Saito, Masahiro Horiuchi, Taisuke Sakaki, Daijiro Abe
    • Journal Title

      bioRxiv (preprint)

      Volume: 618616 Pages: 20-20

    • DOI

      10.1101/2024.10.15.618616

    • Related Report
      2024 Annual Research Report
    • Open Access
  • [Journal Article] How do dodgeball holding techniques influence ball velocity and joint torque generation of the upper body segments in developmental children?2024

    • Author(s)
      Kiyotaka Motoyama, Yoshihisa Urita, Daijiro Abe
    • Journal Title

      Research Square (preprint)

      Volume: 5406562 Pages: 17-17

    • DOI

      10.21203/rs.3.rs-5406562/v1

    • Related Report
      2024 Annual Research Report
    • Open Access
  • [Journal Article] Effects of exercise habituation and aging on the intersegmental coordination of lower limbs during walking with sinusoidal speed change2022

    • Author(s)
      Daijiro Abe, Kiyotaka Motoyama, Takehiro Tashiro, Akira Saito, Masahiro Horiuchi
    • Journal Title

      Journal of Physiological Anthropology

      Volume: 41 Issue: 1 Pages: 24-24

    • DOI

      10.1186/s40101-022-00298-w

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Relationship between Ball Graspability and Run-up during Ball Velocity Acquisition Process2022

    • Author(s)
      Kiyotaka Motoyama, Shunsuke Sakata, Daijiro Abe
    • Journal Title

      International Journal of Sport and Health Science

      Volume: 20 Issue: 0 Pages: 260-270

    • DOI

      10.5432/ijshs.202210

    • ISSN
      1348-1509, 1880-4012
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 歩行速度変化は下肢協調制御にどのような影響を与えるのか?2024

    • Author(s)
      安陪大治郎, 本山清喬, 斎藤輝, 田代 雄大, 堀内 雅弘
    • Organizer
      第78回日本人類学会大会 2024年10月13日
    • Related Report
      2024 Annual Research Report
  • [Presentation] 助走速度が同程度のドッジボール選手における投球速度の決定要因2024

    • Author(s)
      本山清喬, 安陪大治郎
    • Organizer
      第73回九州体育学会大会
    • Related Report
      2024 Annual Research Report
  • [Presentation] 直立二足歩行における下肢関節群協調制御に影響を及ぼす因子2024

    • Author(s)
      安陪大治郎
    • Organizer
      第85回日本生理人類学会大会シンポジウム
    • Related Report
      2024 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 正弦波速度変動条件におけるハイヒール歩行の歩容制御と踵ソケット装着効果の検証.2022

    • Author(s)
      安陪大治郎, 田代雄大, 本山清喬, 堀内雅弘, 齋藤輝
    • Organizer
      第30回日本運動生理学会大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Book] 新編 生理人類士入門(分担執筆; 第3章「直立二足歩行・走行」31-34頁)2022

    • Author(s)
      安陪大治郎
    • Total Pages
      263
    • Publisher
      国際文献社
    • ISBN
      9784910603025
    • Related Report
      2022 Research-status Report

URL: 

Published: 2022-04-19   Modified: 2026-01-16  

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