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2016 年度 実績報告書

片麻痺患者の起立動作における筋シナジー構造の同定とリハビリテーション手法の構築

研究課題

研究課題/領域番号 16H04293
研究機関東京大学

研究代表者

淺間 一  東京大学, 工学系研究科, 教授 (50184156)

研究分担者 山下 淳  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (30334957)
安 ち  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 助教 (70747873)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード筋シナジー / 立ち上がり動作 / 片麻痺
研究実績の概要

平成28年度は,片麻痺患者の筋シナジー構造の同定を行うために,無線筋電計,光学式モーションキャプチャ,床反力計を用いて,筋活動・身体軌道・床反力を同時に計測するシステムを構築した.筋活動の計測では,足・膝・股・腰関節の伸展・屈曲に寄与する16種の筋を計測し,特に片麻痺患者においては,運動が左右で非対称になることに着目し,両側に筋電計を貼り付けた.身体軌道の計測では,HelenHayesのマーカーセットに基づいた身体部位の計測をし,筋骨格モデルを用いて重心軌道の算出をした.
実際の片麻痺患者を対象に起立動作の計測実験を行った.得られた筋活動データから筋シナジーを抽出し,関節角度や重心軌道の計算を行った.また片麻痺の主たる原因である脳卒中などは高齢者に多く見られることから,同年齢帯の健常高齢者においても同様の運動計測を行い,筋シナジー構造や運動の比較を行った.
その結果,健常高齢者では若年者と同様に,4つの筋シナジーが存在し,上体の前屈,離床,全身の離臀,姿勢の制御を担っていることが分かった.それに対して片麻痺患者では健常高齢者と比べてより上体を前屈させており,足裏に重心を乗せてから全身を伸展させているということがわかった.それと対応して,4つの筋シナジーのうち特に2番目の離床を担う筋シナジーの活動タイミングが片麻痺患者では遅れていることがわかった.また患者の重症度によっては,4つの筋シナジーを個々に活動させることができず,一部の筋シナジーが統合してしまうという現象が起こることがわかった.

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

本基盤研究の目的の1つは,片麻痺患者における筋シナジーの変性構造の同定である.平成28年度では片麻痺患者の立ち上がり動作を安全に計測するシステムを構築することができた.またその計測システムを用いて片麻痺患者とその比較対象である健常高齢者の運動を計測し,実際に片麻痺患者における筋シナジー構造の変化を同定することができ,研究は順調に進んでいる.

今後の研究の推進方策

今後は本基盤研究の目的の1つである筋シナジーを制御する感覚情報の解明に取り組む.片麻痺患者の運動障害は感覚情報の阻害が原因の1つであると考えられるため,各筋シナジーを制御する感覚の同定を行う.具体的には健常者を対象に,前庭感覚や体性感覚を阻害した時の運動を計測し,筋シナジーの変化を調べることとする.

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 6件)

  • [雑誌論文] 実映像と筋活動の重畳表示によるローイング動作教育システム2016

    • 著者名/発表者名
      Qi AN, 柳井香史朗, 中川純希, 温文, 山川博司, 山下淳, 淺間一
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集

      巻: 82 ページ: 1-11

    • DOI

      https://doi.org/10.1299/transjsme.15-00424

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Goal-directed Movement Enhances Body Representation Updating2016

    • 著者名/発表者名
      Wen Wen, Katsutoshi Muramatsu, Shunsuke Hamasaki, Qi An, Hiroshi Yamakawa, Yusuke Tamura, Atsushi Yamashita and Hajime Asama
    • 雑誌名

      Frontiers in Human Neuroscience

      巻: 10 ページ: 1-10

    • DOI

      10.3389/fnhum.2016.00329

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] カロリックテストを用いた前庭感覚が起立動作の筋シナジーに与える影響の解明2017

    • 著者名/発表者名
      吉田和憲, Qi An, 四津有人, 千葉龍介, 高草木薫, 山川博司, 田村雄介, 山下淳, 淺間一
    • 学会等名
      第22回ロボティクスシンポジア
  • [学会発表] 若年者と高齢者の起立から歩行へ遷移する動作における運動学的解析2017

    • 著者名/発表者名
      Qi An, 山川博司, 山下淳, 淺間一
    • 学会等名
      第29回自律分散システム・シンポジウム
  • [学会発表] 前庭感覚と視覚が起立動作の筋シナジーに与える影響の解析2017

    • 著者名/発表者名
      吉田和憲, 安琪, 四津有人, 千葉龍介, 高草木薫, 山川博司, 田村雄介, 山下淳, 淺間一
    • 学会等名
      第26回ライフサポート学会フロンティア講演会
  • [学会発表] Muscle Synergy Analysis in Human Standing-up Motion Using Different Strategies2016

    • 著者名/発表者名
      Ningjia Yang, Qi An, Hiroshi Yamakawa, Yusuke Tamura, Atsushi Yamashita and Hajime Asama
    • 学会等名
      1st International Symposium on Embodied-Brain Systems Science (EmboSS2016)
    • 国際学会
  • [学会発表] Influence of Sense of Agency and Sense of Ownership on Body Representation Change of Human Upper Limb2016

    • 著者名/発表者名
      Shunsuke Hamasaki, Qi An, Wen Wen, Yusuke Tamura, Hiroshi Yamakawa, Atsushi Yamashita, Hajime Asama, Satoshi Unenaka, Satoshi Shibuya and Yukari Ohki
    • 学会等名
      1st International Symposium on Embodied-Brain Systems Science (EmboSS2016)
    • 国際学会
  • [学会発表] Temporal Structure of Muscle Synergy of Human Stepping Leg During Sit-to-Walk Motion2016

    • 著者名/発表者名
      Qi An, Hiroshi Yamakawa, Atsushi Yamashita and Hajime Asama
    • 学会等名
      14th International Conference on Autonomous Intelligent Systems (IAS-14)
    • 国際学会
  • [学会発表] Auxiliary System to Identify Patterns of Patients with Hemiplegia for Transferring Skill of Rehabilitation with Walking Assist Robot2016

    • 著者名/発表者名
      Yuki Ishikawa, Qi An, Wen Wen, Shu Ishiguro, Koji Ohata, Hiroshi Yamakawa, Yusuke Tamura, Atsushi Yamashita and Hajime Asama
    • 学会等名
      Proceedings of the 4th International Conference on Serviceology (ICServ2016)
    • 国際学会
  • [学会発表] Different Temporal Structure of Muscle Synergy Between Sit-to-Walk and Sit-to-Stand Motions in Human Standing Leg2016

    • 著者名/発表者名
      Qi An, Hiroshi Yamakawa, Atsushi Yamashita and Hajime Asama
    • 学会等名
      3rd International Conference on Neurorehabilitation (ICNR2016)
    • 国際学会
  • [学会発表] How Anticipation for the Sense of Agency Affects Readiness Potential2016

    • 著者名/発表者名
      Rin Minohara, Wen Wen, Shunsuke Hamasaki, Takaki Maeda, Qi An, Yusuke Tamura, Hiroshi Yamakawa, Atsushi Yamashita and Hajime Asama
    • 学会等名
      2016 International Symposium on Micro-Nano Mechatronics and Human Science (MHS2016)
    • 国際学会
  • [学会発表] 起立動作において視覚情報の有無が 下肢の筋シナジーに与える影響の解析2016

    • 著者名/発表者名
      吉田和憲, Qi An, 石川雄己, 山川博司, 田村雄介, 山下淳, 淺間一
    • 学会等名
      第34回日本ロボット学会学術講演会
  • [学会発表] ヒトの起立から歩行への遷移動作における筋シナジーの適応的な構造の変化2016

    • 著者名/発表者名
      Qi An,山川博司, 山下淳, 淺間一
    • 学会等名
      第31回生体・生理工学シンポジウム ライフエンジニアリング部門シンポジウム2016

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公開日: 2018-12-17  

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