体重移動による姿勢制御メカニズムに基づく機能的バランストレーニングの開発
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18H03162
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 59020:Sports sciences-related
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
藤本 雅大 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 主任研究員 (10732919)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
伊坂 忠夫 立命館大学, スポーツ健康科学部, 教授 (30247811)
長野 明紀 立命館大学, スポーツ健康科学部, 教授 (30392054)
真田 樹義 立命館大学, スポーツ健康科学部, 教授 (50421227)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2019)
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| Budget Amount *help |
¥17,160,000 (Direct Cost: ¥13,200,000、Indirect Cost: ¥3,960,000)
Fiscal Year 2020: ¥6,110,000 (Direct Cost: ¥4,700,000、Indirect Cost: ¥1,410,000)
Fiscal Year 2019: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Fiscal Year 2018: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
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| Keywords | 姿勢制御 / バイオメカニクス / 動作分析 / 高齢者 / 体重移動 / 応答動作 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
歩行などに代表される日常生活動作においてバランスを保つには，体重を適切に移動することで重心を安定に制御することが必要となる．このような姿勢制御が要求される動作において，高齢者は効果的な体重移動が出来ず転倒に至る．具体的には，股関節外転筋の筋力低下により，高齢者は身体左右方向にアクティブに体重移動し姿勢を安定に制御する能力が低下していると考えられる．そこで2018年度は，身体左右方向に体重移動する課題を実施中の被験者に，異なる体重移動のタイミングで身体前方／側方へステップする事を要求する実験系を確立し，左右脚の荷重状態がその後のステップ応答に及ぼす影響を調べた．
実験では，左右の脚に交互に体重をかける課題を実施する若年者に，異なる左右脚の荷重状態のタイミングで身体前後および側方への選択反応ステップ動作の指示を与えた．体重移動はメトロノームのリズムに合わせて実施するように指示し，ステップの方向指示は被験者前方に設置したLEDにより与えた．実験中の被験者の身体位置座標と床反力を，光学式3次元モーションキャプチャーシステムとフォースプレートにより取得した．得られたデータから，足部離地時間，ステップ時間，ステップ速度をステップ応答の評価指標として算出し，体重移動を実施しない静止立位条件と比較することで，異なる左右脚の荷重状態がその後のステップ応答に及ぼす影響を調べた．その結果，体重移動条件のステップ応答は静止立位条件と比較して大きく変化する事はなく，異なる左右脚の荷重条件間においても顕著な差は見られなかった．健常な若年者においては身体左右方向にアクティブに体重移動し姿勢を制御する能力に低下が見られないことに加えて，ステップ応答に被験者間でばらつきが大きい事と，体重移動の一周期が一定で，個々人の視覚刺激に対する反応時間に応じてコントロールされていなかったこともその要因として示唆された．
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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
本年度は，身体左右方向の体重移動が，その後のステップ応答に及ぼす影響を若年者において調べた．実験では，FPGAモジュールが搭載された計測用ハードウェアを使用する事で，被験者の身体の運動状態に応じた，時間に確定的なイベントコントロールを可能にした．具体的には，被験者が地面に加える力のモニタリングにより左右脚の荷重状態をリアルタイムに検出し，それに応じて時間に確定的に視覚刺激を提示できる実験環境を確立した．当初の予定とは異なり，研究代表者の年度途中の所属変更およびそれに伴う実験環境の変更が生じたため，実験系のセットアップには時間を要したが，本年度の予定であった実験環境の確立と予備実験の実施は達成できており，研究は概ね計画通りに進んでいる．
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の計画に沿って，体重移動による姿勢制御の加齢変化メカニズムを明らかにする研究を継続する．具体的には，筋力の低下した高齢者にとって，どのような下肢の荷重状態においてバランスを回復するのが最も困難となるのかを検討する．なお，本年度の若年者を対象とした実験において，体重移動課題の一周期が一定であったことが，実験結果に当初期待された差が見られなかったことの一因である可能性があるため，2019年度の実験では，個々人の視覚刺激に対する反応時間に応じて体重移動の周期を調整する．
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Report
(1 results)
Research Products
(4 results)
