二関節筋の機能を考慮した可搬可能な生体内力計測システムの開発
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22K11436
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 59010:Rehabilitation science-related
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| Research Institution | Osaka Electro-Communication University |
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Principal Investigator |
藤川 智彦 大阪電気通信大学, 医療健康科学部, 教授 (80321420)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2024: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
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| Keywords | 筋力評価 / 二関節筋 / 関節トルク / 動作筋電図学的解析 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究はヒト四肢の主働筋である二関節筋の機能に着目し，その二関節筋の筋力と四肢先端の出力の関係を明示し，臨床現場で用いられている一般的な関節トルクによる定量化ではなく，実際の運動に沿った新たな二関節筋の機能を含めた評価方法を提案することを目的としている．さらに，臨床現場での利用を目的とした計測システム，すなわち，ヒト四肢の筋力を簡便に，かつ，容易に使用できるシステムの構築を検討する．これより，本研究は二関節筋を考慮した筋力評価の利便性と安定性の両立，さらに，日々の日常計測に対応できるシステムの構築の実現を目指す．
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| Outline of Annual Research Achievements |
筋力を計測するには関節トルクの数値を利用することが一般的である．しかし，関節トルクの数値は各関節の一関節筋の筋力を評価しているのではなく，二つの関節に同時に関与する二関節筋の筋力も含めて評価している．この二関節筋は二つの関節に跨る筋であり，一方の関節に協働的に働く時に，もう一方の関節に拮抗的に働く特性を有しており，実際の四肢先端に発揮する出力と関節トルクの数値を用いて算出した出力に差異を生じさせている．そこで，本研究は静的条件下における四肢先端出力を計測することにより，二関節筋を考慮した筋力評価が可能であることを提案している．しかし，現状の静的な最大努力の出力計測において，発揮する出力の大きさに応じて，被験者の体幹や四肢が微小に動き，さらに，その姿勢変化を含めた力の発揮しやすい方向が最大努力時の出力の計測点となっている．また，二つの関節に跨る二関節筋の筋力を考慮すると，四肢全体が伸展するに伴って，伸展および屈曲方向に発揮する力は大きくなり，その垂直方向は小さくなる，逆に，四肢全体を屈曲するに伴って，伸展および屈曲方向は小さくなり，その垂直方向は大きくなる傾向がある．このような出力特性と計測点のばらつきが筋力評価の再現性に大きく影響している．そこで，2023年度は前年度の結果である安定して計測できる上肢の静的姿勢（肘関節の内角度が60°となる姿勢）を利用し，試作した可搬型の生体内力(筋力)計測器を用いて，手根関節に発生する力とその力に関与する筋群の活動の関係を動作筋電図学的解析により求めた．これより，試作した可搬型の簡易な生体内力(筋力)計測器でも生体内力を定量的に評価できることが示唆できた．
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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
二関節筋を含めた筋力評価をおこなうための出力計測において，可搬型の生体内力(筋力)計測器の試作とその検証をおこなった．この試作した生体内力計測器は被験者と計測者の2人のみで計測が可能であり，市販のテーブルの上に設置して，使用する仕様になっている．また，この試作した生体内力計測器を用いた動作筋電図学的解析により，十分に生体内力（筋力）の定量化が可能である結果を得ることができた．
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| Strategy for Future Research Activity |
現状，簡易な可搬型の生体内力(筋力)計測器の試作し，二関節筋を含めた筋力の定量化をおこなうための準備が整った．これより，この可搬型の生体内力(筋力)計測器を用いた動作筋電図学的解析と上肢のリンクモデルのよる先端出力と筋力の関係の理論解析をおこない，コンパクトな力センサを用いた可搬型の簡易な計測システムでも生体内力（筋力）の評価が可能であることを明らかにする．特に，同一被験者による定量化の再現性や複数の被験者を対象にした定量化の成否などを検証する．
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Report
(2 results)
Research Products
(4 results)
