| 研究課題/領域番号 |
22K20503
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| 研究種目 |
研究活動スタート支援
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
0403:人間医工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 電気通信大学 |
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研究代表者 |
WANG Sentong 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 特任研究員 (20964076)
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| 研究期間 (年度) |
2022-08-31 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | 筋・骨格・関節モデル / 筋シナジー解析 / 身体運動解析 / バイオメカニクス / 筋シナジー / 筋骨格系 / 膝関節 / 姿勢制御 / 有限要素解析 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
神経疾患や関節疾患に伴う歩行障害は患者の日常生活を制約するため、患者の身体機能を改善することは緊要の課題である。これまでの数理科学を中心とした神経系と筋骨格系モデルを統合する研究では、歩行生成を目的とした単純剛体リンクモデルを用いており、神経疾患による関節症に伴う歩行障害に対して神経系と関節系の相互作用のメカニズムを理解できなかった。本研究は、申請者が開発してきた関節部軟組織の接触変形を考慮した筋・骨格・関節系のモデルに、筋シナジーに基づく神経系モデルを統合し、ヒトの歩行に寄与する神経系と関節系のメカニズムを理解できる「神経・筋・骨格・関節系モデルの構築」を達成する。
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| 研究実績の概要 |
本研究は、被験者の運動データを使用し、筋・骨格・関節モデルに基づいて、筋シナジー解析を介して、神経系レベルと関節レベルの関係性を調べることを目的とする。筋・骨格・関節モデルの構築・改良を行った。特に、筋と靭帯の付着位置の調整、筋の力学モデルのパラメータの調整、また、関節接触解析に関するパラメータの最適化を行った。
被験者の実験については、モーションキャプチャーシステムとフォースプレートを用いて、二人の被験者に対して、正常歩行において、マーカー位置と床反力データを計測し、筋・骨格・関節モデルに基づいて、逆動力学解析から、筋力の最適化、筋シナジー解析まで、行い、筋シナジー解析と関節の副次運動の関係性が調査できるモデリングを確立できた。
モデルの妥当性検証については、主に被験者に計測した筋電図データを使用して行った。関節の主運動だけでなく、関節の副次運動も筋シナジー解析の結果にも影響するものと考えられるが、その関係性までは検証するに至らなかった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
筋・骨格・関節モデルの構築・改良を行うことができた。また、予定した被験者の運動データが取れており、運動データを使用し、モデルに基づいて、筋シナジー解析の方法を確立した。研究は計画通りに進んでいる。
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| 今後の研究の推進方策 |
筋・骨格・関節モデルによる筋シナジー解析の方法を確立したので、今後は、この方法を使用して、関節の副次運動が表現できるモデルによる筋シナジー解析と関節の副次運動が表現できない（主運動だけ表現する）モデルによる筋シナジー解析の結果を比較し、関節副次運動と筋シナジーの関係性を定量的に評価することを進めていく。
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