振戦の機械的励振解析による運動制御情報の評価

1992 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 03671082
• Research Institution: University of Tokyo
• Principal Investigator: 渡辺 瞭 東京大学, 医学部(医), 助教授 (00009937)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 池田 研二 東京大学, 医学部(医), 助手 (70010030) ; 斎藤 正男 東京大学, 医学部(医), 教授 (60010708)
• Keywords: 振戦 / 運動制御 / バイオメカニクス / モデル

Research Abstract

現在,振戦の発生機序には諸説があり,そのため振戦データが提供する生理学的および診断学的情報の内容は確定していない.従来は,自発的に発生する振戦を分析しているため,それから得られる情報は限定されていた.本研究は,周波数を変えながら手首に機械的励振を与え,手の応答スペクトル解析から,モデルを用いて力学および反射パラメータを推定し,生理的(正常)振戦の解析に利用するための方法論を開発することを目的とする.モデルは,筆者らが先に提案した二反射ループモデルを改良して用いる。
本年度の研究経過および主な成果は次の通りである。実験方法は前年と同様、手首をアダプタを介して加振器の振動子に固定して正弦波で駆動した。手の応答は,手の加速度(加速度センサを使用)または手の角度(ゴニオメータを使用)により測定し,手首の加速度および橈側手根伸筋の表面筋電図と共にデータレコーダに記録した。FFT機能付アナラ伸筋の表面筋電図と共にデータレコーダに記録した。FFT機能付アナライジングレコーダにより,8回の平均加算を行ってクロススペクトルの位相角を求めた。
加速度センサ使用時の手の応答特性の定式化を行った。すなわちラプラス変換を行った運動方程式に基づいて,手首と手の加速度の比,および整流平滑筋電図と手の加速度の比を計算し,それぞれの位相角を求めた。基本的には,前者は2次の力学系の特性を反映して,増加後,飽和傾向を示し,後者は伸張反射系における遅れ時間を反映して減少傾向を示した。モデルのパラメータとして適当な値を選びシミュレーションを行った結果,実験結果に類似する位相特性を得た。
以上の結果より,位相特性の測定値の当てはめ計算により,反射のゲインや遅れ時間などの運動制御に関するパラメータの推定が可能と考えられる.

Research Products

• [Publications] 渡辺 瞭,他: "手の減衰振動から求めた力学定数の特性" 第31回日本エム・イー学会大会論文集 (医用電子と生体工学,第30巻特別号). 30. 265- (1992)
• [Publications] 渡辺 瞭,他: "手関節振動のゴニオメータによる計測・処理" 第32回日本エム・イー学会大会論文集 (医用電子と生体工学,第31巻特別号). 31. (1993)