2018 Fiscal Year Annual Research Report
膝関節外傷と障害の予防法開発に向けた荷重下水平方向の下肢筋力評価と強化法の開発
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17H02135
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
木村 佳記 大阪大学, 医学部附属病院, 理学療法士 (00571829)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中田 研 大阪大学, 医学系研究科, 教授 (00283747)
向井 公一 四條畷学園大学, リハビリテーション学部, 准教授 (00353011)
前 達雄 大阪大学, 医学系研究科, 講師 (10569734)
小柳 磨毅 大阪電気通信大学, 医療福祉工学部, 教授 (20269848)
小柳 健一 富山県立大学, 工学部, 教授 (30335377)
玉本 拓巳 富山県立大学, 工学部, 助教 (30800908)
武岡 健次 武庫川女子大学短期大学部, 健康・スポーツ学科, 准教授 (50342184)
辻内 伸好 同志社大学, 理工学部, 教授 (60257798)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | トレーニング装置（ロボット） / リハビリテーション / 前十字靱帯 / 膝関節外傷予防 / 高齢者障害予防 / 膝関節 / 筋力トレーニング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、スポーツ選手から高齢者まで幅広い対象の膝関節外傷・障害予防とリハビリテーションに貢献するため、立位の荷重下で両脚への並進方向の抵抗による下肢筋力評価とトレーニング方法を開発することである。目的達成のため、前後左右の並進方向の負荷を両脚に個別の強度で与え、床反力をコントロールして膝関節に不要な内外反や回旋の力を低減しながら、荷重下の下肢筋力（駆動力）を計測・強化できる運動装置とコンピュータ制御ソフトからなるシステムを開発する。また、足部の自然な動きを妨げず、かつ膝関節への負荷を低減するように揺動する足置き台を同時に開発する。
平成29年7月、制御機構の考案の過程で、当初の予測に反し、仕様に適したマイコンが市販品にないことが判明し、制御機構の詳細設計と製作が行える業者を選定する必要が生じた。そのため研究に大幅な遅延を生じ、補助金を繰り越し、平成30年度においては平成29年度末までに進行した基本設計に続いて、1号機の詳細設計を開始し、1号機のハードウェアを製作した。これにより、荷重下で両脚同時に並進運動を行うことが可能となる。その後、ソフトウェアの外注先にてその調整が円滑に進行せず、完成が遅延している。このため、抵抗負荷を自由に調整できるシステムとしては完成できていない。その間、1号機について、揺動機構を持つ足置き台の開発・製作を達成した。1号機のソフトウェア完成の遅延に伴い、その評価試験は完遂していない。さらに2号機のハードウェア製作開始し、完成させた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
平成29年度の遅延に加えて、平成30年度はソフトウェアの外注先にてその調整が円滑に進行せず、完成が遅延したことが主な理由である。そのため、ハードウェアは完成したがその抵抗負荷を適時調整するシステムとしては完成していない。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度7～8月にはソフトウェアがバグ除去を含めて完成する予定であり、1号機・2号機ともに完成させて特性試験を開始する。以後、健常人による使用試験を実施し、試作機の抵抗負荷の量や質を調整したうえ、PCソフトのユーザビリティを改善する。完成した装置を使用して、健康人を対象に両脚での閉脚運動・開脚運動・前後交差運動などのシンプルな運動を行い、各脚に等速度制御下で並進方向の負荷を与える。各運動の抵抗量、運動速度、膝関節屈曲角度、ストライド（歩幅）などの条件を組み合わせて、膝関節負荷は最小で筋負荷は最大となる条件を検証する。生体運動計測には、研究分担者らが開発したウェアラブルな歩行解析システム（M3D歩行解析システム、テック技販社製）と表面筋電図（Noraxon社製、Myosystem）を用いる。
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[Journal Article] Comparison of Load Profiles in a Resistive Single Leg Squat2018
Author(s)
Ken'ichi Koyanagi, Yoshinori Kimura, Maki Koyanagi, Akio Inoue, Takumi Tamamoto, Kei Sawai, Tatsuo Motoyoshi, Hiroyuki Masuda, Toru Oshima, Hiroyuki Masuda, Toru Oshima
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Journal Title
Proceedings of the 2018 12th France-Japan and 10th Europe-Asia Congress on Mechatronics
Volume: none
Pages: 326-331
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] Comparison of Load Profiles in a Resistive Single Leg Squat2018
Author(s)
Ken'ichi Koyanagi, Yoshinori Kimura, Maki Koyanagi, Akio Inoue, Takumi Tamamoto, Kei Sawai, Tatsuo Motoyoshi, Hiroyuki Masuda, Toru Oshima, Hiroyuki Masuda, Toru Oshima
Organizer
2018 12th France-Japan and 10th Europe-Asia Congress on Mechatronics
Int'l Joint Research
