2017 Fiscal Year Annual Research Report
Development of a musculoskeletal model reflecting force generation characteristics of a subject
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15K16444
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| Research Institution | Osaka City University |
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Principal Investigator |
鈴木 雄太 大阪市立大学, 都市健康・スポーツ研究センター, 講師 (90747825)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | バイオメカニクス / シミュレーション / 最適化 / 筋骨格モデル / 跳躍動作 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では力発揮特性を考慮した筋骨格シミュレーションモデルを構築した．このシステムでは，筋力測定装置（バイオデックス）を用いて測定された関節の屈曲および伸展力（関節トルク）をもとに，筋骨格モデル内の筋パラメータ（生理的横断面積，筋線維長など）を数値最適化により推定することが可能である．
跳躍動作（スクワットジャンプ）を対象とし，被験者から得られた動作や筋電図と筋骨格モデルを用いたシミュレーションで得られた動作や筋の活性度を比較することで推定された筋パラメータの妥当性の検証を行った．なお，跳躍動作のシミュレーションは，従来の研究で用いられている筋パラメータを用いたモデル（モデル1）と推定された筋パラメータを用いたモデル（モデル2）の2つを用いて行った．
その結果，筋活動はモデル1，モデル2とも二関節筋である大腿直筋は被験者と異なるパターンを示したものの，他の筋では被験者と類似したパターンを示した．一方，動作時間や離地時の身体重心鉛直速度は，モデル1では被験者よりも動作時間は長く，離地時の身体重心鉛直速度は小さかったが，モデル2ではどちらも被験者と同程度であった．以上の結果から，本研究の手法により筋骨格モデルを用いたシミュレーションの精度を向上できる可能が示唆された．
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