| Project/Area Number |
22KJ3177
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| Project/Area Number (Other) |
21J01097 (2021-2022)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2023)
Single-year Grants (2021-2022) |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 59010:Rehabilitation science-related
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
工藤 将馬 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 国立研究開発 法人産業技術総合研究所, 研究員
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| Project Period (FY) |
2023-03-08 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
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| Keywords | 筋骨格シミュレーション / 歩行動作 / 転倒予防 / 筋骨格モデル / 起立動作 / 姿勢制御 |
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| Outline of Research at the Start |
バランス能力が低下した個人の予期せぬ外乱に対する，股関節内外転筋群の筋力発揮/制御特性の基準値を取得し，これらの能力の変化が転倒回避動作（下肢ステップ応答）の成否に及ぼす影響を解明する．具体的には，＜研究①＞若年，高齢および転倒経験者の骨格筋量と，静止立位および歩行動作中の左右方向への力学外乱に対する筋活動を測定し，対象者の筋力発揮/制御特性を解明する．＜研究②＞筋力発揮/制御能力の設定変数値を変更した際の予期せぬ左右方向への力学外乱に対する下肢ステップ動作をシミュレートし，転倒回避の成否に寄与する筋力発揮/制御能力を解明する．
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，バランス能力が低下した個人の転倒回避動作をシミュレートし，予期せぬ外乱に対する転倒回避の成否を決定づける筋力発揮/制御特性を明らかにすることを目指している．具体的には，バランス能力が低下した個人の予期せぬ外乱に対する股関節内外転筋群の筋力発揮/制御特性の基準値を取得し，これらの能力の変化が転倒回避動作（下肢ステップ応答）の成否に及ぼす影響を解明する．本研究の進捗はおおむね順調である．本年度は，昨年度に構築した筋骨格モデルを用いて，ヒトの歩行動作をシミュレートすることで，加齢に伴う筋機能の低下が歩行中の身体重心の安定性に及ぼす影響を明らかにすることに取り組んだ．具体的には，健常成人の筋特性を反映した若年者モデルと加齢に伴う筋機能の低下を反映させたモデルを用い，歩行動作をシミュレートし，動作中のモデルの動的安定性を比較することで，歩行中の身体重心の安定性に大きく影響を及ぼす筋力発揮/制御特性を調査した．結果として，加齢に伴って最大等尺性筋張力が低下することで，歩行中の身体重心の安定性が著しく低下することが明らかになった．この研究成果は，今年の7月に開催される国際学会での発表を予定している（発表採択済）．本年度の成果を踏まえ，次年度は歩行中に外乱が身体に加わった際の転倒回避動作をシミュレートすることで，予期せぬ外乱に対する転倒回避の成否と筋の力発揮/制御特性との因果関係を解明することに取り組む．
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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
本年度は，昨年度に構築した筋骨格モデルを用いて，ヒトの歩行動作をシミュレートすることで，加齢に伴う筋機能の低下が歩行中の身体重心の安定性に及ぼす影響を明らかにすることに取り組んだ．具体的には，健常成人の筋特性を反映した若年者モデルと加齢に伴う筋機能の低下を反映させたモデルを用い，歩行動作をシミュレートし，動作中のモデルの動的安定性を比較することで，歩行中の身体重心の安定性に大きく影響を及ぼす筋力発揮/制御特性を調査した．結果として，加齢に伴って最大等尺性筋張力が低下することで，歩行中の身体重心の安定性が著しく低下することが明らかになった．この研究成果は，今年の7月に開催される国際学会での発表を予定している（発表採択済）．
以上より，本研究の進捗はおおむね順調であると言える．
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度の成果を踏まえ，次年度は歩行中に外乱が身体に加わった際の転倒回避動作をシミュレートすることで，予期せぬ外乱に対する転倒回避の成否と筋の力発揮/制御特性との因果関係を解明することに取り組む．
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Report
(2 results)
Research Products
(7 results)
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[Journal Article] Identification of characteristics of foot position and angle during swing phase in fallers using principal component analysis2023
Author(s)
Inai T., Kobayashi Y., Huang C., Fujita K., Fujimoto M., Nihey F., Yamamoto A., Nakajima K., Nakahara K., Kutsuzawa G., Fukushi K., Kudo S.
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Journal Title
Frontiers in Bioengineering and Biotechnology
Volume: 11
Pages: 1-13
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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