| 研究課題/領域番号 |
22KJ3177
|
|---|
| 補助金の研究課題番号 |
21J01097 (2021-2022)
|
|---|
| 研究種目 |
特別研究員奨励費
|
| 配分区分 | 基金 (2023)
補助金 (2021-2022) |
|---|
| 応募区分 | 国内 |
|---|
| 審査区分 |
小区分59010:リハビリテーション科学関連
|
|---|
| 研究機関 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 |
|---|
研究代表者 |
工藤 将馬 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 国立研究開発 法人産業技術総合研究所, 研究員
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2023-03-08 – 2024-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
|
| 配分額 *注記 |
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2023年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
|
|---|
| キーワード | 姿勢/バランス制御 / 筋骨格シミュレーション / 歩行動作 / 転倒予防 / 筋骨格モデル / 起立動作 / 姿勢制御 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
バランス能力が低下した個人の予期せぬ外乱に対する，股関節内外転筋群の筋力発揮/制御特性の基準値を取得し，これらの能力の変化が転倒回避動作（下肢ステップ応答）の成否に及ぼす影響を解明する．具体的には，＜研究①＞若年，高齢および転倒経験者の骨格筋量と，静止立位および歩行動作中の左右方向への力学外乱に対する筋活動を測定し，対象者の筋力発揮/制御特性を解明する．＜研究②＞筋力発揮/制御能力の設定変数値を変更した際の予期せぬ左右方向への力学外乱に対する下肢ステップ動作をシミュレートし，転倒回避の成否に寄与する筋力発揮/制御能力を解明する．
|
| 研究実績の概要 |
本研究では，バランス能力が低下した個人の転倒回避動作をシミュレートし，予期せぬ外乱に対する転倒回避の成否を決定する筋力発揮/制御特性を明らかにすることを目指した．筋の最大等尺性張力，最大収縮速度および活性化メカニズムに関連するパラメータを個別に変更することが可能な筋骨格シミュレーションモデルを独自に構築した．これらのパラメータを個別に変化させた際の歩行動作をシミュレートし，歩行動作中のモデルの動的安定性を比較した．最大等尺性筋張力が低下したモデルにおいて身体重心の安定性を重視した歩行動作がシミュレートされ，転倒経験者が用いている歩行中の転倒回避戦略と類似した結果が得られた．このことから，外乱が身体に作用しない条件下においては，筋の最大筋張力の低下が身体の姿勢制御の主な阻害因子である可能性が示唆された．本年度は，予期せぬ外乱に対する反応的な姿勢制御の評価を可能にするシミュレーションモデルを構築した．昨年度までに構築した筋骨格モデルに対し，身体動作中の腱に生じる張力や筋の収縮速度などの体性感覚や，身体重心の位置および速度をフィードバックするモデルを新たに実装した．このことにより，予期せぬ外乱に対して反応的な転倒回避動作をシミュレートすることが可能となった．定常歩行などの能動的な身体運動条件下では，筋の最大筋張力が身体のバランス制御に大きく影響することが明らかになったが，外乱に対する反応的なバランス制御が要求される条件では，より素早く筋張力を発揮する際に必要となる最大筋収縮速度など筋力発揮特性が重要になると考えられる．今後は，これらの成果を実践的な運動介入プログラムなどに組み込み，バランス能力の向上や転倒予防につながる具体的な介入手法の開発に取り組んでいく．
|
