2020 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 | シナジー / 協調運動 / 上肢 / 把持動作 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度は，把握運動時の上肢運動のシナジーの調査および日常生活動作時の上肢運動のシナジーの調査を行った．
1. 右利き健常成人を対象に多方向への到達把握動作時の運動シナジーを分析した．また，この課題を利き手と非利き手でも行い，左右差も検討した．分析対象は全手指関節，手関節，前腕，肘関節，肩甲上腕関節，肩甲骨の全24関節運動とし，全対象者の全試行に対する主成分分析により運動シナジーを抽出した．抽出された運動シナジーは8個であり主要な運動シナジーは手指関節運動，手関節・前腕・肘関節運動，母指と手指関節運動，肩関節と肩甲骨の運動であった．左右差のあった運動シナジーは肩関節と肩甲骨の運動のみ非利き手の方が利き手より協調運動が大きかった．以上より，到達把持動作では，上肢全体の運動は部位ごとに少数のシナジーで制御され，左右差の影響も概ね受けないことが分かった．
2. 健常成人を対象に19種類の日常生活動作の模倣課題を実施し，日常生活動作時の上肢運動のシナジーを分析した．対象者の模倣課題時の上肢運動を計測し，利き手の手関節，前腕，肘関節，肩甲上腕関節，肩甲骨の全9関節運動を対象に上肢運動シナジーを主成分分析で抽出した．抽出された運動シナジーは4つであった．主要な運動シナジーは手関節掌屈-前腕回内-肘関節伸展が協調するパターン，肩甲上腕関節挙上-外旋-肩甲骨上方回旋が協調するパターン，肩甲骨外転であった．また，日常生活動作時の手の操作位置が体幹より下部と上部でパターンが切り替わっていた．
以上の2つの研究より，上肢関節運動は少数の運動シナジーで制御され，隣接関節間で協調する運動パターンをもつことが示唆された．
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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
健常成人を対象に，上肢の基本的運動である到達把握動作時の上肢全体（手指関節，手関節，前腕，肘関節，肩甲上腕関節，肩甲骨）の運動シナジーについて左右差を含め分析し，上肢全体の運動シナジーは少数であり，左右差の影響をほとんど受けないことを明らかにした．また，日常生活動作時の運動シナジーも少数のシナジーで制御されていることを明らかにできた．これらの結果から，基本的に上肢関節運動の運動シナジーは少数であり，左右差の影響を受けず，隣接関節間で協調する運動パターンをもつことが示唆された．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上肢全体の関節運動を対象に基本的運動時および日常生活動作時のシナジー解析を実施できた．現在，次年度の目標である障害例を対象にした計測を数例実施済みである．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，日常生活動作時の運動・筋シナジーの計測と解析を継続し，運動・筋シナジー特徴を調査する．また，上肢全体を対象にした到達把握動作時のデータも追加し，ボールのキャッチ動作など把握位置が定まらない運動でも同様のシナジーとなるのかを追加検討する．現在進行している障害例での上肢の運動シナジーの計測を継続し，障害例での特徴を明らかにしていく予定である．
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| Causes of Carryover |
今年度は，新型コロナウイルス感染症の拡大により，当初予定していた研究成果発表の多くが，オンライン開催となったため，研究成果発表に必要な旅費分が次年度使用額となった．この次年度使用額は次年度の研究成果発表にかかる費用として利用する予定である．
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