2011 Fiscal Year Annual Research Report
歩行訓練用動力装具のための歩行交互動作時の関節駆動制御方策に関する研究
| Project/Area Number |
23650358
|
|---|
| Research Institution | Okayama University of Science |
|---|
Principal Investigator |
山本 敏泰 岡山理科大学, 工学部, 教授 (20412158)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2011-04-28 – 2012-03-31
|
| Keywords | トレッドミル歩行 / 体重支持率 / 足・股関節駆動制御 / 感覚刺激 / 脚交互運動制御 |
|---|
| Research Abstract |
現在まで、体重支持トレッドミル歩行訓練システム(Body weight support treadmill training system、BWSTTS)の開発準備のために、関節駆動制御、及び(b)脚交互運動制御(Interlimb control、ILC)特性の定量的表現手法の初期的検討を加えた。こうした交互動作反応定量化の試みは我々が最初である。以下の点について検討した。
1、単脚の足・股関節駆動様式における筋活動パターン研究:健常青年において、下腿三頭筋等の足関節駆動筋を個別に電気刺激し、駆動力による体重心移動加速度を観察した。前方方向駆動力では単関節筋であるヒラメ筋の方が有効であり、垂直方向駆動力では余り差異は認められなかった。
2、健常者・障害者における足部周囲感覚刺激実験による反応様式の推定:健常青年での感覚異常閾値の3倍程度の足部周囲感覚刺激実験では、ILC特性は姿勢の安定保持的な反応が歩行の位相に依存する形で行われることを確認した。頚髄損傷者の予備実験では、筋力増強訓練を最初に1ヶ月程度試行し、有効な足関節駆動力が確保できる事を確認して。感覚刺激実験を行った。左右安定性に非常に弱い傾向が見られた。健常青年における感覚刺激実験では、ILCのタイミングに影響する刺激は難しいと判断された。試作トレッドミルによる機械刺激の検討を進めている。
3、位相依存性ILCを有するCPG階層性制御による筋活動パターンのシミュレーション:CPG階層性制御の1つである、足・股関節駆動調節機能について、体重支持率、歩行速度の変化による分析から、足関節駆動力調節による歩行維持機能は股関節制御である傾向を認め、大なる成果となった。現在、神経・筋骨格モデルによるシミュレーションを進めている。
本研究の成果は、より自然な歩行を可能にするBWSTTSの構築に寄与し、神経科学領域では歩行の運動制御特性の解明に役立つ。下腿部の筋力低下の著しい高齢者の地域生活における歩行訓練や、二足歩行ロボットの効率的歩行様式確立などにも有用である
|
