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立ち上がり動作における二関節筋の機構特性による機能

研究課題

研究課題/領域番号 22K18241
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分90150:医療福祉工学関連
研究機関大阪電気通信大学

研究代表者

小出 卓哉  大阪電気通信大学, 医療健康科学部, 講師 (00882557)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 完了 (2024年度)
配分額 *注記
3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2024年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2023年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2022年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワード立ち上がり動作 / 平行リンク / 大腿直筋 / 体幹重心 / 膝一関節伸筋 / 平行リンク機構 / 重心位置 / 膝伸展トルク
研究開始時の研究の概要

本研究は健康寿命延伸のために日常動作を可能とする筋の機能を解明し,臨床現場やリハビリテーション工学分野に応用する研究である.
ここでは,日常生活の質に最も影響を与える立ち上がり動作時に活動する大腿直筋の特異な筋活動に着目し,その特異な筋活動によって生じる運動機能をヒト下肢の筋配列から構築した機械モデルによる理論的解析と実験的解析からヒト立ち上がり動作時における大腿直筋の機構特性を明らかにする.
さらに,立ち上がり補助具などに大腿直筋の機構特性の利用し,健康寿命延伸の新たな手法としての二関節筋の機能の利用を目指す.

研究成果の概要

立ち上がり動作において,大腿部前面の二関節菌である大腿直筋が重要な役割を果たしている.大腿直筋は股関節と膝関節の両方をまたぐ筋であり,従来は主に下肢の運動に寄与すると考えられてきた.本研究はこの筋が出力だけでなく,平行リンク機構として構造的に動作を支えていることを明らかにした.すなわち,立ち上がり動作中に大腿直筋が重心方向に床反力を向けるように調整することで,体幹の前方倒れを抑制している.この知見は,立ち上がり能力が低下した高齢者や運動機能障害者に対するリハビリテーションプログラムや支援機器の設計において,新たな視点を提供するものである.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は立ち上がり動作において,大腿直筋が単なる筋出力としてだけでなく,平行リンク機構として体幹支持と床反力方向の調整に寄与していることを実証した点に学術的意義がある.これにより,二関節筋の構造的貢献という新たな視点を提供するものである.また,この成果は,高齢者や運動障害者の立ち上がり支援における筋機能の活用方法に示唆を与えるとともに,リハビリテーションプログラムや生体模倣型補助機器の設計に応用可能であり,超高齢社会における健康寿命の延伸とQOLの向上に寄与する社会的意義を有する.

報告書

(4件)
  • 2024 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2024 2023 2022

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Function of Bi-Articular Femoral Muscles During the Transition from Sitting to Standing Up2024

    • 著者名/発表者名
      Koide Takuya、Manno Masanobu、Takahama Hiroshi、Fujikawa Tomohiko
    • 雑誌名

      Journal of Robotics and Mechatronics

      巻: 36 号: 3 ページ: 711-719

    • DOI

      10.20965/jrm.2024.p0711

    • ISSN
      0915-3942, 1883-8049
    • 年月日
      2024-06-20
    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] ペダリング動作における下肢筋群の機構特性2024

    • 著者名/発表者名
      小出卓哉,永瀬悠真,藤川智彦
    • 学会等名
      バイオメカニズム学会
    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
  • [学会発表] 高齢者の立ち上がり動作における大腿直筋の平行リンク機構2023

    • 著者名/発表者名
      小出卓哉,万野真伸,増田一太,榊原和真,片山裕介,宅野竜二,月東優佳,伊藤遼,藤川智彦
    • 学会等名
      第62回日本生体医工学会大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Function of the Biarticular Muscles of the Thigh in Standing2023

    • 著者名/発表者名
      Takuya KOIDE,Hiroshi TAKAHAMA,Masanobu MANNO,Tomohiko FUJIKAWA
    • 学会等名
      45th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society EMBC2023
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 立ち上がり動作時の筋活動とロボットモデルを併用した立ち上がり動作の解明2023

    • 著者名/発表者名
      小出卓哉,高濱拓,藤川智彦
    • 学会等名
      ライフエンジニアリング部門シンポジウム2023
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Mechanical Properties of the Bi-articular Muscle of the Thigh in the Standing Up2022

    • 著者名/発表者名
      Takuya KOIDE,Hiroshi TAKAHAMA,Masanobu MANNO,Tomohiko FUJIKAWA
    • 学会等名
      9th World Congress of Biomechanics WCB2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 立ち上がり動作時における二関節筋の平行リンク機能2022

    • 著者名/発表者名
      小出卓哉,万野真伸
    • 学会等名
      日本基礎理学療法学会,第6回若手研究者ネットワークシンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 立ち上がり動作時における大腿部二関節筋の機能2022

    • 著者名/発表者名
      小出卓哉,万野真伸,高濱拓,藤川智彦
    • 学会等名
      バイオメカニズム学会,第27回バイオメカニズム・シンポジウム27
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2026-01-16  

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