2007 Fiscal Year Annual Research Report
三対6筋の協調制御パターンによるヒトの歩行パターンの数値化に関する研究
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19760184
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| Research Institution | Osaka Electro-Communication University |
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Principal Investigator |
藤川 智彦 Osaka Electro-Communication University, 医療福祉工学部, 准教授 (80321420)
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| Keywords | 三対6筋 / 二関節筋 / 一関節筋 / 協調制御パターン / 軌道制御 / 歩行 / 筋電図 / 床反力 |
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| Research Abstract |
本研究はヒトの歩行パターンの定量的な評価の指針を明らかにするために,生体特有の二関節筋を含めた三対6筋,すなわち,下肢大腿部における股関節の拮抗一関節筋ペア,膝関節の拮抗一関節筋ペア,股関節と膝関節に同時に関与する二関節筋ペアの筋配列に着目し,この三対6筋の協調制御パターンと歩行時の足関節の軌道の関係をロボット工学的な理論解析により算出した.ここに用いた三対6筋の協調制御パターンは静的条件下で足関節に発生する力の方向制御をおこなっている筋の収縮パターンであり,出力方向に対して各対の拮抗筋ペアごとに順次活動の交替をおこなうパターンである.この協調制御パターンを三対6筋を装備した二関節リンクモデルに入力すると,ヒトの歩行パターンに近い軌道が得られた.さらに,三対6筋の協調的な筋のパターンから,主働筋を中心に活動する筋の収縮パターンを算出し,足関節の軌道を求めたところ,実際の歩行パターンに非常に近い軌道を得ることができた.また,着床中の床反力を求めると,常に重心方向に向くことがわかった.これらのロボット工学的な理論解析により,三対6筋の協調制御パターンと歩行における足関節の軌道およびその着床中における床反力は密接な関係があると示唆でき,静的な条件下の三対6筋の協調制御パターンを動的な条件に適応させる可能性が明示できた.また,ヒトの最も基本的な運動である歩行パターンの数値化に三対6筋の協調制御パターンが大きな指針の一つになることが伺えた.
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