圧力分布測定装置を援用した膝関節力の算出

• 研究課題/領域番号: 24700577
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: リハビリテーション科学・福祉工学
• 研究機関: 有明工業高等専門学校
• 研究代表者: 福永 道彦 有明工業高等専門学校, その他部局等, 助教 (90581710)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2013年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2012年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
• キーワード: バイオメカニクス / 膝深屈曲動作 / 下肢筋骨格モデル / 膝関節力 / 福祉工学 / 生体医工学

研究概要

正座のような膝深屈曲動作時における膝関節への負荷を推定するための入力値として，大腿・下腿間の圧分布を測定し，接触力と作用点位置を求めた．そして，これらの測定値を膝屈曲角度の関数として，膝関節力算出モデルに導入した．その結果，膝関節力は大腿・下腿間の接触力を考慮することで，およそ3割の低減が見られた．また，算出モデル自体の妥当性に疑わしさがあったことから，特に協働筋の筋力比および運動による筋力のレバーアーム長の変化に着目し，これをパラメータとして膝関節力への影響を検討した．その結果，実測データとの整合性を向上することができた．

研究成果

• [雑誌論文] 膝深屈曲時の大腿下腿接触力が膝関節力に与える影響 (2013)
  • 著者名/発表者名: 福永道彦, 高口健司, 廣川俊二
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集C編 巻: Vol. 79, No. 806 ページ: 3748-3755
  • NAID: 130003386438
  • 査読あり
• [雑誌論文] Estimation of the Knee Joint Force during Deep Knee Flexion (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Fukunaga, K. Koguchi, S. Hirokawa
  • 雑誌名: International Journal of Fracture Fatigue and Wear 巻: Vol.1 ページ: 101-104
• [雑誌論文] Knee Joint Forces When Rising from Kneeling Positions (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Hirokawa, M. Fukunaga
  • 雑誌名: Journal of Biomechanical Science and Engineering 巻: Vol.8, No.1 ページ: 27-39
  • NAID: 130003366810
• [雑誌論文] 膝深屈曲時の大腿下腿接触力が膝関節力に与える影響 (2013)
  • 著者名/発表者名: 福永道彦，高口健司，廣川俊二
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集Ｃ編 巻: 79 号: 806 ページ: 3748-3755
  • DOI: 10.1299/kikaic.79.3748
  • NAID: 130003386438
  • ISSN: 0387-5024, 1884-8354
  • 査読あり
• [雑誌論文] 大臀筋とハムストリングスの筋力比が膝関節力に及ぼす影響 (2012)
  • 著者名/発表者名: 福永道彦, 高口健司, 廣川俊二
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集C編 巻: Vol. 78, No. 788 ページ: 1192-1201
  • NAID: 130002051381
  • 査読あり
• [学会発表] 膝深屈曲動作中の膝関節力の算出 (2014)
  • 著者名/発表者名: 高口健司, 福永道彦
  • 学会等名: 日本機械学会九州支部第67期講演会
  • 発表場所: 九州工業大学, 福岡
• [学会発表] 和式生活特有の座位動作中の股関節・膝関節角度の測定 (2014)
  • 著者名/発表者名: 福永道彦, 廣川俊二
  • 学会等名: 日本臨床バイオメカニクス学会第40回学術講演会
  • 発表場所: 神戸国際会議場, 兵庫
• [学会発表] 膝深屈曲動作中の膝関節力の算出 (2014)
  • 著者名/発表者名: 高口健司，福永道彦
  • 学会等名: 日本機械学会九州支部第67期講演会
  • 発表場所: 九州工業大学
• [学会発表] Effect of Thigh-calf Contact Force during Deep Knee Flexion to the Knee Joint Force (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Koguchi, M. Fukunaga
  • 学会等名: The Third International Symposium on Technology for Sustainability
  • 発表場所: Hong Kong, China
• [学会発表] 床上への座位動作中の下肢関節角度の測定 (2013)
  • 著者名/発表者名: 福永道彦, 廣川俊二
  • 学会等名: 第34回バイオメカニズム学術講演会
  • 発表場所: 国立障害者リハビリテーションセンター, 埼玉
• [学会発表] 筋のモーメントアーム長を考慮した膝関節力の算出 (2013)
  • 著者名/発表者名: 高口健司, 福永道彦
  • 学会等名: 日本機械学会九州支部鹿児島後援会
  • 発表場所: 鹿児島大学, 鹿児島
• [学会発表] 座位動作における下肢関節キネマティクスの測定 (2013)
  • 著者名/発表者名: 廣川俊二, 福永道彦
  • 学会等名: 第23回バイオメカニズムシンポジウム
  • 発表場所: ホテルルビノ京都堀川, 京都
• [学会発表] Relation between the Ratio of Synergetic Muscle Forces and Knee Joint Force (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Fukunaga, K. Koguchi, S. Hirokawa
  • 学会等名: International Conference on Biomechanics and Biomedical Engineering
  • 発表場所: Kuala Lumpur, Malaysia
• [学会発表] Effect of Thigh-calf Contact Force during Deep Knee Flexion to the Knee Joint Force (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Koguchi, M. Fukunaga
  • 学会等名: The Third International Symposium on Technology for Sustainability
  • 発表場所: Hong Kong
• [学会発表] 和式生活特有の座位動作中の股関節・膝関節角度の測定 (2013)
  • 著者名/発表者名: 福永道彦，廣川俊二
  • 学会等名: 日本臨床バイオメカニクス学会第40回学術講演会
  • 発表場所: 神戸国際会議場
• [学会発表] 床上への座位動作中の下肢関節角度の測定 (2013)
  • 著者名/発表者名: 福永道彦，廣川俊二
  • 学会等名: 第34回バイオメカニズム学術講演会
  • 発表場所: 国立障害者リハビリテーションセンター
• [学会発表] 筋のモーメントアーム長を考慮した膝関節力の算出 (2013)
  • 著者名/発表者名: 高口健司，福永道彦
  • 学会等名: 日本機械学会九州支部鹿児島後援会
  • 発表場所: 鹿児島大学
• [学会発表] 協働筋の筋力比を考慮した膝関節力の算出 (2012)
  • 著者名/発表者名: 福永道彦, 高口健司, 廣川俊二
  • 学会等名: 第33回バイオメカニズム学術講演会
  • 発表場所: 東北大学, 宮城
• [学会発表] 協働筋の筋力比を考慮した膝関節力の算出 (2012)
  • 著者名/発表者名: 福永道彦，高口健司，廣川俊二
  • 学会等名: 第33回バイオメカニズム学会学術講演会
  • 発表場所: 東北大学医学部
• [学会発表] 感圧センサを援用した深屈曲動作時の膝関節力の算出
  • 著者名/発表者名: 高口健司，福永道彦
  • 学会等名: 日本機械学会九州学生会 第44回学生員卒業研究発表講演会
  • 発表場所: 阿蘇ファームランド
• [備考]
  • URL: http://blog.livedoor.jp/ariake_biomech/
• [備考] 圧力分布測定装置を援用した膝関節力の算出
  • URL: http://blog.livedoor.jp/ariake_biomech/