2016 Fiscal Year Research-status Report
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15K06118
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
内山 孝憲 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (50243324)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 歩行 / スティフネス / 前脛骨筋 / 筋音 / システム同定 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ヒトは，運動エネルギーと筋肉の弾性エネルギーを相互に変換して，効率よく歩行している．本研究では，歩行中の筋肉のスティフネス（バネ定数）を，電気刺激による誘発筋音にシステム同定法をて起用して推定した．今年度は，センサと信号処理系について新たな方法を開発し，また(1)つま先離地時について履物による歩様の変化と弾性の関係，(2)踵接地時，遊脚期およびつま先離地時について，膝関節の可動域を制限して歩様を変化させたときのスティフネスの変化を調べた．
センサと信号処理系については，筋肉のスティフネスに関係する固有周波数が低いため，低い周波数の検出に適するコンデンサマイクロフォンについて検討した．しかし，コンデンサマイクロフォンでは，遮断周波数が低いハイパスフィルタを用いる必要があるため，センサの応答が低下する短所がある．そこで，遮断周波数を高くし，微分回路の特性を持たせて，応答を速めた．その結果，従来の加速度センサを用いる場合と比較すると，カルマインフィルタによる平滑化の過程が不要になり，単純に，電気刺激を加えたときの振動から加えないときの振動を引くのみで，誘発筋音を抽出するこが可能になった．
履物によるスティフネスの変化は，履物によって一様に変化することがなく，脱げやすいスリッパを履いたときの適応方法が個人によって異なることを，筋電図および関節角度の変化から明らかにした．また，膝関節の可動域を制限した場合には，足関節の背屈で適応し，前脛骨筋のスティフネスが増加する傾向を示した．
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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
誘発筋音を加速度センサを用いて計測する方法に加えて，コンデンサマイクロフォンを用いて計測するシステムを構築できたこと，また複数の条件で踵接地，遊脚期およびつま先離地のスティフネスを推定することができており，本研究課題は概ね順調に進展している．
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| Strategy for Future Research Activity |
歩行において，蹴り出しの役割を担う腓腹筋およびヒラメ筋について，蹴り出しときのスティフネスの推定を行う．このとき，歩行速度を様々に変化させて，運動エネルギーと筋肉の弾性エネルギーの関係を明らかにする．また，運動効果が注目されているつま先歩行を対象として，腓腹筋およびヒラメ筋のスティフネス推定を試みる
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