A study of three strategies of posture control for disturbance stimulus

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K11632
• Research Institution: Kawasaki University of Medical Welfare
• Principal Investigator: 宮川 健 川崎医療福祉大学, 医療技術学部, 教授 (70279008)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 枝松 千尋 倉敷芸術科学大学, 生命科学部, 准教授 (80351948)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 姿勢生制御 / ストラテジー / 高齢者 / 水平外乱 / 繰返し刺激

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、多様な水平外乱条件により誘発される姿勢保持動作をバイオメカニクス的手法により分析し、外乱刺激の大きさ・方向が姿勢制御の「3つ方略」の相互関係にどのような影響を及ぼすのか、そしてそれらの相互関係が高齢者の体力要素や疲労状態によってどのように変化するのかを明らかにすることを目的としている。これまでは、若年者および高齢者を対象として、静止立位における水平外乱刺激時の足関節、膝関節、股関節の角度・角速度ならびに足部の変位・速度を定量化し、刺激の大きさ・方向の違いによって「3つの方略」の相互関係がどのように変化するかを検討した。しかしながら、2021年度については、新型コロナウイルス感染症拡大の影響により、予定していた被験者を確保することができなかったため、研究実施計画で想定していた実験が実施でききていない。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

2019年度は、ヒトの静止立位における姿勢制御のための方略、すなわち足関節の筋群を中心としてバランスを維持する方略(足関節方略)、股関節を支点として 大きく体幹を運動させることでバランスを維持する方略(股関節方略)、片足を前後左右に踏み出すことで支持基底面の面積を大きくしてバランスを維持する方 略(ステップ方略)、これら3つの方略に着目し、高齢者と若年者の姿勢保持動作の違いを定量的に明らかにした。これらの結果は、高齢者において 立位時の姿 勢の乱れが転倒へ移行する機序を解明する手がかりになると考えられた。2020年度は、転倒予防のための高齢者特有の姿勢制御の方略は、高齢者自身の神経系あ るいは骨格筋系などの身体の機能強化によって変化するか否かについて検討した。静止立位の高齢者に対して、1日に一度、一週間連続で水平外乱刺激(予告な しでの床面移動)を与え、その際の姿勢保持動作が連続刺激の前後でどのように変化するかについて三次元動作解析システムを用いて定量化した。その結果、床 面前方移動(後方ステップ動作)では滞空時間が短くなり、床面後方移動(前方ステップ動作)では頭頂、肩峰、腸骨棘の変位量と体幹傾斜角度が小さくなっ た。後方ステップ動作ではステップ時間は短時間で行えるようになり、前方ステップ動作にでは上半身の動揺が小さくなったことを意味している。以上のことか ら、定期的な繰り返し刺激は外乱発生時の姿勢保持動作を円滑に実施するために効果的であることが明らかとなった。

Strategy for Future Research Activity

今後は次の課題を解決するための実験を実施し、研究の取り纏めを行う。（1）姿勢制御の「3つの方略」の相互関係は、対象者の筋力、柔軟性、敏捷性、平衡性などの体力要素の違いにどのよう影響を受けるのかを検討する。 3)姿勢制御の「3つの方略」の相互関係は、ウォーキングなどの運動後に生じる疲労状態にどのような影響を受けるのかを検討する。

Causes of Carryover

課題2および課題3を解決するために2021年度に実施できなかった実験を行う。そのための被験者への謝礼金ならびに交通費として使用する。また、動画分析の際にに必要となるAIを利用した画像分析ソフトの購入にもあてる。そして、2022年度は最終年度となるために、海外ならびに国内での学会発表の旅費・宿泊費として使用する。