筋の協同発揮に基づくヒトの起立から歩行へ遷移する運動メカニズムの解明

• 研究課題/領域番号: 15K20956
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 知能機械学・機械システム; リハビリテーション科学・福祉工学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 安 ち 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 特任助教 (70747873)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円); 2016年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2015年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
• キーワード: 起立動作 / 歩行動作 / 筋シナジー

研究成果の概要

我が国は超高齢社会となり，高齢者の身体機能を改善することは喫緊の課題である．人は日常生活において，個々に動作を行うのではなく，自身の冗長な筋を巧みに制御して，複数の動作を遷移する．本研究では起立から歩行へ遷移する動作を対象に，人がいかに筋を制御しているのかのメカニズムを解明する．本研究では，筋シナジー仮説という筋の協同発揮現象に着目し，健常者と高齢者において運動計測実験を行い，解析を行った．その結果，健常者と高齢者ともに起立における4つの筋シナジーと歩行における5つの筋シナジーによって起立から歩行へと遷移する動作を説明することができ，高齢者ではそれらの重み付けが異なることが新たに分かった．

研究成果

• [雑誌論文] Muscle Synergy Structure using Different Strategies in Human Standing-up Motion (2017)
  • 著者名/発表者名: Ningjia Yang, Qi An, Hiroshi Yamakawa, Yusuke Tamura, Atsushi Yamashita and Hajime Asama
  • 雑誌名: Advanced Robotics 巻: 31 号: 1-2 ページ: 40-54
  • DOI: 10.1080/01691864.2016.1238781
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Gait Analysis of Patients with Knee Osteoarthritis by Using Elevation Angle: Conrmation of the Planar Law and Analysis of Angular Difference in the Approximate Plane (2017)
  • 著者名/発表者名: Yuki Ishikawa, Qi An, Junki Nakagawa, Hiroyuki Oka, Tetsuro Yasui, Michio Tojima, Haruhi Inokuchi, Nobuhiko Haga, Hiroshi Yamakawa, Yusuke Tamura, Atsushi Yamashita and Hajime Asama
  • 雑誌名: Advanced Robotics 巻: 31 号: 1-2 ページ: 68-79
  • DOI: 10.1080/01691864.2016.1229217
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 実映像と筋活動の重畳表示によるローイング動作教育システム (2016)
  • 著者名/発表者名: Qi An, 柳井香史朗，中川純希，温文，山川博司，山下淳，淺間一
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集 巻: 82 号: 834 ページ: 15-00424-15-00424
  • DOI: 10.1299/transjsme.15-00424
  • NAID: 130005129137
  • ISSN: 2187-9761
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] カロリックテストを用いた前庭感覚が起立動作の筋シナジーに与える影響の解明 (2017)
  • 著者名/発表者名: 吉田 和憲, Qi An, 四津 有人, 千葉 龍介, 高草木 薫, 山川 博司, 田村 雄介, 山下 淳, 淺間 一
  • 学会等名: 第22回ロボティクスシンポジア
  • 発表場所: 磯部ガーデン（安中市，群馬）
  • 年月日: 2017-03-15
• [学会発表] 前庭感覚と視覚が起立動作の筋シナジーに与える影響の解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 吉田 和憲, 安 琪, 四津 有人, 千葉 龍介, 高草木 薫, 山川 博司, 田村 雄介, 山下 淳, 淺間 一
  • 学会等名: 第26回ライフサポート学会フロンティア講演会
  • 発表場所: 芝浦工業大学（江東区，東京）
  • 年月日: 2017-03-10
• [学会発表] 若年者と高齢者の起立から歩行へ遷移する動作における運動学的解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: Qi An, 山川 博司, 山下 淳, 淺間 一
  • 学会等名: 第29回自律分散システム・シンポジウム
  • 発表場所: 調布クレストンホテル（調布市，東京）
• [学会発表] Different Temporal Structure of Muscle Synergy between Sit-to-Walk and Sit-to-Stand Motions in Human Standing Leg (2016)
  • 著者名/発表者名: Qi An, Hiroshi Yamakawa, Atsushi Yamashita and Hajime Asama
  • 学会等名: Proceedings of the 3rd International Conference on NeuroRehabilitation (ICNR2016)
  • 発表場所: Segovia, Spain
  • 年月日: 2016-10-18
  • 国際学会
• [学会発表] 起立動作において視覚情報の有無が 下肢の筋シナジーに与える影響の解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 吉田 和憲, 安 琪, 石川 雄己, 山川 博司, 田村 雄介, 山下 淳, 淺間 一
  • 学会等名: 第34回日本ロボット学会学術講演会
  • 発表場所: 山形大学（山形市，山形）
  • 年月日: 2016-09-07
• [学会発表] Auxiliary System to Identify Patterns of Patients with Hemiplegia for Transferring Skill of Rehabilitation with Walking Assist Robot (2016)
  • 著者名/発表者名: Yuki Ishikawa, Qi An, Wen Wen, Shu Ishiguro, Koji Ohata, Hiroshi Yamakawa, Yusuke Tamura, Atsushi Yamashita and Hajime Asama
  • 学会等名: Proceedings of the 4th International Conference on Serviceology (ICServ2016)
  • 発表場所: 芝浦工業大学（江東区，東京）
  • 年月日: 2016-09-06
  • 国際学会
• [学会発表] Temporal Structure of Muscle Synergy of Human Stepping Leg During Sit-to-Walk Motion (2016)
  • 著者名/発表者名: Qi An, Hiroshi Yamakawa, Atsushi Yamashita and Hajime Asama
  • 学会等名: 14th International Conference on Intelligent Autonomous Systems (IAS-14)
  • 発表場所: Shanghai, China
  • 年月日: 2016-07-03
  • 国際学会
• [学会発表] Muscle Synergy Analysis in Human Standing-up Motion Using Different Strategie (2016)
  • 著者名/発表者名: Ningjia Yang, Qi An, Hiroshi Yamakawa, Yusuke Tamura, Atsushi Yamashita and Hajime Asama
  • 学会等名: Proceedings of the 1st International Symposium on Embodied-Brain Systems Science (EmboSS2016)
  • 発表場所: 伊藤謝恩ホール（文京区，東京）
  • 年月日: 2016-05-08
  • 国際学会
• [学会発表] Muscle Synergies of Sit-to-Stand and Walking Account for Sit-to-Walk Motion (2015)
  • 著者名/発表者名: Qi An, Hiroshi Yamakawa, Atsushi Yamashita and Hajime Asama
  • 学会等名: 6th International Conference on Advanced Mechatronics (ICAM2015)
  • 発表場所: 早稲田大学（新宿区，東京都）
  • 年月日: 2015-12-05
  • 国際学会
• [学会発表] 筋シナジーの時間パターンがヒト起立動作に与える影響の神経筋骨格モデルを用いた解明 (2015)
  • 著者名/発表者名: 安 琪, 石川 雄己, 青井 伸也, 舩戸 徹郎, 岡 敬之, 山川 博司, 山下 淳, 淺間 一
  • 学会等名: 計測自動制御学会システム・情報部門学術講演会2015講演論文集（SSI2015）
  • 発表場所: 函館アリーナ（函館市，北海道）
  • 年月日: 2015-11-18
• [学会発表] Identification of Muscle Synergy Parameters in Different Strategies of Human Standing-up Motion (2015)
  • 著者名/発表者名: 楊 濘嘉, 安 琪, 山川 博司, 田村 雄介, 山下 淳, 淺間 一
  • 学会等名: 計測自動制御学会システム・情報部門学術講演会2015講演論文集（SSI2015）
  • 発表場所: 函館アリーナ（函館市，北海道）
  • 年月日: 2015-11-18