2010 Fiscal Year Annual Research Report
NIRSによる高次脳機能解析と擬似三角マトリクス構造に基づく指の筋腱駆動系の解析
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21360120
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| Research Institution | Doshisha University |
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Principal Investigator |
横川 隆一 同志社大学, 生命医科学部, 教授 (70220548)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
積際 徹 同志社大学, 生命医科学部, 准教授 (90362912)
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| Keywords | バイオメカニクス / NIRS / 高次脳機能 / 指の筋腱駆動系 / 静力学解析 / ロボットマニピュレータ / インピーダンス制御 |
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| Research Abstract |
筋の張力から指先力への指リンク機構の静力学は、指リンクの運動学および関節におけるモーメントアームによってモデル化される。それらのモデル化で重要になるのが,関節の回転軸の位置・姿勢である.指の関節は,指骨関節部の凹凸面がじん帯で固定された構造であり,指の姿勢によって,関節の回転軸の位置・姿勢が変化する.指リンクは指先とDIP関節回転軸,および各関節回転軸間の距離によってモデル化される.さらに,モーメントアームは各関節回転軸から筋・腱への距離によってモデル化される.したがって,指の関節回転軸の位置・姿勢の計測が重要な役割を果たす.本年度の研究では,MRIデータに基づいた指の関節回転軸の位置・姿勢の計測方法を提案し,その方法に基づいて新しい指の筋・腱駆動系モデルを作成した.人の示指の屈曲・伸展運動における主な筋・腱である5種類の筋・腱(伸筋腱、浅指屈筋腱、深指屈筋腱、骨間筋、および虫様筋)の配置を計測した。MRI装置を用いて撮影された、5つの屈曲・伸展姿勢における示指および前腕の横断面と矢状断面の画像データを記録・整理した。MRIの画像をコンピュータに取り込み、横断面の各画像でそれぞれの筋・腱の周囲をポリラインで囲んだ。得られた筋・腱の輪郭を結び合わせて、筋・腱の3次元モデルを作成した。このモデルを用いて、指の各関節における各腱のモーメントアームのモデル化を行った。作成したモデルと,すでに他の研究者によって提案されているモデルとの静力学的な特徴を,計算機シミュレーションによって比較・検討し,指先力を制御するときの示指の筋・腱の働きを静力学的に調べることができた.
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