| Project/Area Number |
22K20503
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
0403:Biomedical engineering and related fields
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| Research Institution | Seikei University (2023)
The University of Electro-Communications (2022) |
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Principal Investigator |
WANG SENTONG (WANG Sentong) 成蹊大学, 理工学部, 助教 (20964076)
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| Project Period (FY) |
2022-08-31 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | 筋骨格モデル / 身体動作解析 / 膝関節 / バイオメカニクス / 筋シナジー / 筋・骨格・関節モデル / 筋シナジー解析 / 身体運動解析 / 筋骨格系 / 姿勢制御 / 有限要素解析 |
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| Outline of Research at the Start |
神経疾患や関節疾患に伴う歩行障害は患者の日常生活を制約するため、患者の身体機能を改善することは緊要の課題である。これまでの数理科学を中心とした神経系と筋骨格系モデルを統合する研究では、歩行生成を目的とした単純剛体リンクモデルを用いており、神経疾患による関節症に伴う歩行障害に対して神経系と関節系の相互作用のメカニズムを理解できなかった。本研究は、申請者が開発してきた関節部軟組織の接触変形を考慮した筋・骨格・関節系のモデルに、筋シナジーに基づく神経系モデルを統合し、ヒトの歩行に寄与する神経系と関節系のメカニズムを理解できる「神経・筋・骨格・関節系モデルの構築」を達成する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、被験者の運動データを使用し、筋・骨格・関節モデルに基づいて、筋シナジー解析を介して、神経系レベルと関節レベルの関係性を調べることを目的とする。筋・骨格・関節モデルの改良を行った。特に、逆動力学計算のプログラムの修正、筋の力学モデルのパラメータの調整、筋力最適化プログラムの調整、また、関節接触解析に関するパラメータの調整を行った。
モデルの妥当性検証については、主に被験者に計測した筋電図データを使用して行った。関節の主運動だけでなく、関節の副次運動も筋シナジー解析の結果にも影響するものと考えられるが、その関係性までは検証するに至らなかった。こちらの成果は投稿論文、学会発表として成果発表を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
筋骨格モデルの構築・改良を行うことができた。また、予定した被験者の運動データが取れており、運動データを使用し、モデルに基づいて、筋シナジー解析の方法を確立した。研究は計画通りに進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
膝関節のsecondary kinematicと膝回りの筋活動の関係性を調査する。さらに、筋シナジー解析によって、神経系が膝関節のsecondary kinematicの形成をどのように影響をするかを定量的に評価することを進めていく。
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