| 研究課題/領域番号 |
19K12791
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分90110:生体医工学関連
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| 研究機関 | 慶應義塾大学 |
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研究代表者 |
内山 孝憲 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (50243324)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | 腓腹筋 / 前脛骨筋 / 弾性 / システム同定 / スティフネス / 外側広筋 / 足関節 / 膝関節 / 重心動揺 / 下腿筋 / 床反力 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
直立時の足関節と下腿筋のスティフネスを同時に推定する方法を開発し，スティフネスの調節機構を明らかにする．床反力計の上に対象者を立たせ，下腿筋に電気刺激を与えて，重心の床への垂直投影である足圧中心点の変位を計測する．足圧中心点の変位から，電気刺激によって生じる足圧中心点の変位を抽出する．抽出した信号にシステム同定法を適用して，電気刺激を入力とし，足圧中心点の変位を出力とする伝達関数を求めてスティフネスを推定する．
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| 研究成果の概要 |
下腿の筋である腓腹筋および前脛骨筋に電気刺激を与えて，そのときの圧力中心（重心を床面に投影した点）の揺らぎを計測した．電気刺激を入力とし，圧力中心の揺らぎを出力とする伝達関数を同定して，筋および足関節の弾性を推定する方法を開発した．開発した方法を，静止立位時に適用し，腓腹筋の弾性が30から80N/mであること，また前脛骨筋の弾性も同程度であること，足関節の弾性は800 Nm/rad程度であることを明らかにした．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
立位は人に特徴的で基本的な姿勢であり，その維持には下肢筋の活動と弾性が深く関わっている．下肢筋の活動は筋電図を用いて知ることができるものの，弾性を立位で計測する方法は存在しなかった．本研究では，立位時の下肢筋の弾性を推定する方法を開発した．本研究で計測した立位姿勢を維持しているときの圧力中心の動揺は，老化やパーキンソン病などの疾病によって応答が変化することが知られており，これらと姿勢維持のためのアクチュエータである筋および関節の弾性の関係を明らかにすることができる．
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