体表面形状計測による肩甲骨を含む肩関節運動の測定精度改善と体幹運動の測定法の開発

2016 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 16K01680
• Research Institution: Doshisha University
• Principal Investigator: 中村 康雄 同志社大学, スポーツ健康科学部, 教授 (00323957)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 肩甲骨 / サーフェースマップ / モーションキャプチャ

Outline of Annual Research Achievements

スポーツ動作において，肩関節を含む上体の使い方は非常に重要である．従来，肩甲骨の運動を無侵襲に計測することは困難であったが，申請者は背側の体表面形状を計測することで肩甲骨の位置と姿勢を無侵襲に測定してきた．申請者による従来の手法では，被検者の背側体表に２ｃｍ間隔で１０列１０行の合計１００個からなるマーカを格子状に張る必要があり，測定の準備に非常に時間がかかるという欠点があった．そこで，平成２８年度は，肩甲骨運動の無侵襲測定の精度向上に加えて，現実的に利用可能なレベルへの改良を目指して測定の簡略化を目的とした．そのため，マーカの間隔を３ｃｍに増加し，６列６行の合計３６個からなるマーカ格子として，肩甲骨周辺の体表面に貼り付けるマーカの個数を減少させた．また，脊椎周辺には，３列６行のマーカを胸椎に沿って貼付した．加えて，被検者の第7頚椎棘突起，胸骨上切痕，剣状突起，左右の上腕骨外上顆，上腕骨内上顆にもマーカを貼付した．加えて測定精度の向上を目的として，新たに肩峰上にジグを設置し，そのジグにマーカを３点貼付し，そのマーカ群も合わせて計測した．被検者は，健常な男性１０名とした．対象動作は，上腕の内転・外転，上腕の屈曲・伸展，９０度外転位における水平内転・水平外転，９０度外転位における内旋・外旋とし，各運動において３０度刻みで静止した姿勢を計測した．マーカ数を削減した結果，肩甲骨の姿勢推定誤差が増加する傾向であった．

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

サーフェースマッピング法を用いて肩甲骨姿勢の推定精度を向上するためには，体表面形状の正確な計測が必要になる．しかしながら，体表上に貼り付けるマーカ（直径4mm）の間隔を2cm以下とした場合，所有するモーションキャプチャ・システムでは，スポーツ動作などの大きな動きにおいて，ノイズが多く実用的な解析が困難であった．またマーカ数が多いため測定に手間がかかり臨床現場での利用が困難である．そのため，本手法の簡略化を進める必要が生じた．
そこで，マーカの間隔を3cmに増加し，肩甲骨姿勢の精度評価を試みた．完全には，解析が完了してない点と，少ない体表マーカから精度を向上する手法が確立できていないため，上記の区分とした．

Strategy for Future Research Activity

精度向上のために，体表に貼付するマーカの間隔を狭くすることは，所有するモーションキャプチャ・システムの制約から困難であった．また，前述のように，体表面に貼り付けるマーカ数を増やすことは，測定時間の増加に繋がり被検者の負担を増加することになる．そのため，体表面に貼付するマーカの総数を削減しながら，肩甲骨姿勢の推定精度を向上する手法を検討する．

Causes of Carryover

当初予定していた学会への参加を中止したため，次年度使用額が生じた．

Expenditure Plan for Carryover Budget

当研究で消費される反射マーカの補充に充てる．