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2022 Fiscal Year Annual Research Report

Locomotor training based on whole-body angular momentum during walking in unilateral transfemoral amputees

Research Project

Project/Area Number 20J20572
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

久野 元気  東京工業大学, 工学院, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2020-04-24 – 2023-03-31
Keywords片側大腿切断者 / 歩行 / 角運動量 / 転倒 / 義足
Outline of Annual Research Achievements

2022年度は、臨床現場においてデータに基づいた即時介入と効果検証を行う予定であった。しかしながら、新型コロナウイルス感染症の影響により、臨床現場での計測は困難となった。したがって、2021年度までに得られた大腿義足歩行中の角運動量制御機序に関する標準データセットをベースとし、より活動度の低い大腿義足ユーザにおける歩行の動的安定性と介入効果をみることとした。活動度の低い大腿義足ユーザの歩行データセットとして、ユタ大学が公開する大腿義足歩行のパブリックデータを使用した。まずは、活動度K2レベルの大腿義足ユーザ6名のうち、トレッドミル歩行を手すりなしで行った3名と手すりありで行った3名における、荷重パターンの違いを見るため、地面反力変数の比較を行った。その結果、手すりありの大腿義足ユーザは、義足片足支持期における鉛直方向の荷重が有意に小さく、健側と義足における地面反力の対称度が大きいことが分かった。地面反力の発揮パターンが健側義足間で差が少ないほど、ステップ間における地面反力由来の身体重心まわり外部モーメントに差が生じなくなる。角運動量の変化量は、外部モーメントの時間積分値と等しいため、手すりがある場合の方が片側大腿切断者の身体重心まわりの姿勢変動が軽減されることを意味する。したがって本研究の結果から、手すりによる歩行サポートが、大腿切断者の身体重心まわりの角運動量制御に、十分な介入効果をもつことが示唆された。

Research Progress Status

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (11 results)

All 2023 2022

All Journal Article (8 results) (of which Int'l Joint Research: 7 results,  Peer Reviewed: 8 results,  Open Access: 6 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results)

  • [Journal Article] Ground reaction forces during double limb stances while walking in individuals with unilateral transfemoral amputation2023

    • Author(s)
      Kobayashi T, Koh W.P. M, Jor A, Hisano G, Murata H, Ichimura D, Hobara H
    • Journal Title

      Frontiers in Bioengineering and Biotechnology

      Volume: 10 Pages: -

    • DOI

      10.3389/fbioe.2022.1041060

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Acquisition of bipedal locomotion in a neuromusculoskeletal model with unilateral transtibial amputation2023

    • Author(s)
      Ichimura D, Hobara H, Hisano G, Maruyama T, Tada M
    • Journal Title

      Frontiers in bioengineering and biotechnology

      Volume: 11 Pages: 1130353-1130353

    • DOI

      10.3389/fbioe.2023.1130353

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Sprinting performance of individuals with unilateral transfemoral amputation: compensation strategies for lower limb coordination2023

    • Author(s)
      Hu M, Kobayashi T, Hisano G, Murata H, Ichimura D, Hobara H
    • Journal Title

      Royal Society open science

      Volume: 10 Pages: 221198-221198

    • DOI

      10.1098/rsos.221198

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Effects of step frequency during running on the magnitude and symmetry of ground reaction forces in individuals with a transfemoral amputation2022

    • Author(s)
      Kobayashi T, Koh WPM, Hu M, Murata H, Hisano G, Ichimura D, Hobara H
    • Journal Title

      Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation

      Volume: 19 Pages: 33

    • DOI

      10.1186/s12984-022-01012-8

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Biomechanical determinants of top running speeds in para-athletes with unilateral transfemoral amputation.2022

    • Author(s)
      Hobara H, Murata H, Hisano G, Hashizume S, Ichimura D, Cutti AG, Petrone N
    • Journal Title

      Prosthet Orthot Int.

      Volume: - Pages: -

    • DOI

      10.1097/PXR.0000000000000175

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Centre of pressure during walking after unilateral transfemoral amputation.2022

    • Author(s)
      Ichimura D, Hisano G, Murata H, Kobayashi T, Hobara H
    • Journal Title

      Sci Rep.

      Volume: 12 Pages: 17501

    • DOI

      10.1038/s41598-022-22254-5

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Slope walking in unilateral transfemoral prosthesis users: A narrative review.2022

    • Author(s)
      Hisano G
    • Journal Title

      Journal of the Society of Biomechanisms

      Volume: 46 Pages: 213-220

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Spatiotemporal gait patterns in individuals with unilateral transfemoral amputation: A hierarchical cluster analysis.2022

    • Author(s)
      Ichimura D, Amma R, Hisano G, Murata H, Hobara H
    • Journal Title

      PLOS ONE

      Volume: 17 Pages: e0279593

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0279593

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Effect of handrail use on ground reaction forces during walking in unilateral transfemoral prosthesis users2022

    • Author(s)
      Hisano G, Ichimura D, Murata H, Nakashima M, Hobara H
    • Organizer
      World Congress of Biomechanics (WCB 2022)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Asymmetric center of pressure during walking after unilateral transfemoral amputation2022

    • Author(s)
      Ichimura D, Hisano G, Murata H, Hobara H
    • Organizer
      World Congress of Biomechanics (WCB 2022)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Neuro-musculoskeletal model for bipedal locomotion with a lower limb amputation2022

    • Author(s)
      Ichimura D, Hisano G, Murata H, Hobara H
    • Organizer
      International Conference on Slips, Trips and Falls (STF 2022)
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2023-12-25  

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