2019 Fiscal Year Research-status Report
An exploratory study of motion pattern based on kinematic and muscle synergy in upper extremity
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19K11416
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
車谷 洋 広島大学, 医系科学研究科(保), 講師 (00335647)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
砂川 融 広島大学, 医系科学研究科(保), 教授 (40335675)
小池 康晴 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 教授 (10302978)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 上肢運動 / 運動シナジー / 筋シナジー / 運動制御 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度は，上肢の基本的運動時に特徴的な上肢の運動シナジーと筋シナジーの調査および運動シナジーに基づいたトレーニングの効果の調査を行った．
1. 上肢動作のシナジー解析から運動および筋シナジーの左右差を検討するため，右利き（15名）と左利き（5名）の健常成人の到達把握動作を分析した．運動シナジーは手関節以遠の全関節の三次元動作に対する主成分分析によりシナジーを抽出し，筋シナジーは上腕から手までの12筋から記録した筋活動に対する非負値行列因子分解によりシナジーを抽出した．抽出された運動シナジーは利き手によらず左右手ともに2個，筋シナジーも3個であり，利き手による差はなかった．さらに，運動シナジーおよび筋シナジーの特徴（時間パターン，重み付け）にも左右差はなく，利き手の違いによる大きな差はなかった．以上より，上肢の基本的運動時の上肢運動シナジーおよび筋シナジーには個人の側性に関わらず，左右差がないことが明らかとなった．
2. 運動シナジーに基づいたトレーニングの効果を検討するため，二つの小球を手掌内で回転させる二球回転運動の経験のない健常成人24名を対象に，運動シナジートレーニングが二球回転運動獲得に影響するかを調査した．課題は非利き手での二球回転運動とし，対象者を二球回転運動のみを7回繰り返す群，二球回転運動間に単純把握動作を繰り返す群，および二球回転運動間に運動シナジーに基づいたトレーニングを行う群に分類し，二球回転運動の運動パフォーマンス（球の回転回数），主観的な回しやすさ，シナジー数を群間で比較した．運動パフォーマンスおよび主観的回しやすさはシナジートレーニング群が他群に比べ有意に向上し，シナジー数はシナジー群で施行回数とともに減少する傾向であった．以上より，運動シナジーに基づいたトレーニングは臨床応用が可能であることが示唆された．
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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
健常成人の上肢の基本的運動である到達把握動作を対象に運動シナジーと筋シナジーの左右差，利き手による違いがないことを明らかにすることができ，さらに，運動シナジーに基づいたトレーニングが臨床介入に応用可能であるという知見を得ることができた．これらの結果は論文投稿準備中である．本年度の目標であった三次元動作解析と筋電図を使用した上肢の運動・筋シナジーを計測する環境構築および計測環境を使用した上肢の基本的運動時の運動・筋シナジーの解析は実施でき，上肢の計測対象関節と筋を拡大し，基本的運動時の計測を追加実施しているところである．また，運動シナジーの臨床応用に関する知見を得ることもできた．以上より，おおむね順調に進展していると判断した．
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は，当初の計画通り，現在計測している上肢全体の基本的運動時の運動・筋シナジーの解析を継続し，上肢全体の基本的運動時の運動・筋シナジーの特徴を明らかにする．また，日常生活活動を対象とした運動・筋シナジーの解析を追加する．日常生活活動動作は両手同時動作が多いため両手を同時に計測する必要があり，三次元動作解析では手指運動の解析対象関節を削減するなどの工夫が必要となる可能性がある．その時には，本年度得られた知見に基づいて対象関節の削減を実施する．これらの計測が順調に進行していれば，障害例での上肢の基本的運動時の運動・筋シナジーの計測を開始する予定である．
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| Causes of Carryover |
三次元動作解析環境の構築および消耗品等の経費が余剰したため次年度使用額が生じた．次年度は研究遂行上本年度より測定頻度が増加するため，次年度使用額は翌年度分請求額と合わせて謝金や消耗品，さらに論文校正費等の経費として使用する予定である．
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