足関節受動抵抗の発生機序解明とその運動中の値の推定手法の開発

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23650323
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 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: 大阪大学
• 研究代表者: 内藤 尚 大阪大学, 基礎工学研究科, 助教 (40392203)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• キーワード: バイオメカニクス / 関節受動抵抗 / 関節動態 / シミュレーション解析 / 足部

研究概要

本研究では，まず，３次元非圧縮超弾性体の接触問題について解析可能な陰解法非線形有限要素ソルバを作成し，剛体力学系モデルと連成した問題を解くことができる枠組みを作った．その上で人体の骨形状CTデータを元にして，足部節および脛骨と腓骨の遠位部の骨格と靭帯について，それぞれを剛体とバネとして表し，骨同士の力学的相互作用を摩擦のない接触として足関節から足部の力学モデルを構築した．立脚期の荷重状態を模擬した際の受動抵抗特性を推定した結果，荷重時の受動抵抗の変化には関節面の形状の影響は無視できないほど大きいという可能性を示した．

研究成果

• [雑誌論文] Identification of Individual Muscle Length Parameters from Measurements of Passive Joint Moment around the Ankle Joint (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Naito, Y. Akazawa, A. Miura, T. Matsumoto, M. Tanaka
  • 雑誌名: Journal of Biomechanical Science and Engineering 巻: Vol.7 ページ: 168-176
  • 査読あり
• [学会発表] 骨と靭帯要素からなる剛体接触モデルによる足関節運動機能解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 内藤尚, 宇賀治元, 松本健志, 田中正夫
  • 学会等名: 第34回バイオメカニズム講演会
  • 発表場所: 国立障害者リハビリテーションセンター, 埼玉
  • 年月日: 2013-11-16
• [学会発表] 足関節底屈筋の過緊張が代償運動に与える影響の歩行シミュレーションによる検討 (2013)
  • 著者名/発表者名: 赤澤康史, 内藤尚, 松本健志, 田中正夫
  • 学会等名: LIFE2013
  • 発表場所: 山梨大学, 山梨
  • 年月日: 2013-09-02
• [学会発表] 大腿義足歩行における身体負担の逆動力学解析による評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 桝田貴博, 内藤尚, 松本健志, 田中正夫
  • 学会等名: 日本機械学会関西支部第88 期定時総会講演会
  • 発表場所: 大阪工業大学, 大阪
  • 年月日: 2013-03-17
• [学会発表] 大腿義足歩行における身体負荷の逆動力学解析による評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 桝田貴博, 内藤尚, 松本健志, 田中正夫
  • 学会等名: 第25回バイオエンジニアリング講演会
  • 発表場所: 産総研つくばセンター, 茨城
  • 年月日: 2013-01-09
• [学会発表] Biochemical Analysis of the Foot Arch Function Using a Forward Dynamic Walking Simulation (2012)
  • 著者名/発表者名: N. Nishizawa, K. Hase, H. Naito
  • 学会等名: 23rd 2012 International Symposium on Micro-NanoMechatronics and Human Science
  • 発表場所: 名古屋大学, 愛知
  • 年月日: 2012-11-06
• [学会発表] 足部軟部組織と床面との接触・摩擦を考慮した身体歩行シミュレーションモデル開発の試み (2012)
  • 著者名/発表者名: 内藤尚, Peter Eberhard, 松本健志, 田中正夫
  • 学会等名: 日本機械学会2012年度年次大会
  • 発表場所: 金沢大学, 石川
  • 年月日: 2012-09-10
• [学会発表] 膝関節をもつ二足受動歩行モデルの下腿節の機械的特性が歩行に与える影響 (2012)
  • 著者名/発表者名: 重里賢一, 内藤尚, 松本健志, 田中正夫
  • 学会等名: 日本機械学会関西支部第87期定時総会講演会
  • 発表場所: 関西大学, 大阪
  • 年月日: 2012-03-17
• [学会発表] Stiff‐knee gait シミュレーションに基づく下肢分回し動作と同側膝関節機能との関係の検討 (2012)
  • 著者名/発表者名: 赤澤康史, 内藤尚, 松本健志, 田中正夫
  • 学会等名: 第24回バイオエンジニアリング講演会
  • 発表場所: 大阪大学, 大阪
  • 年月日: 2012-01-08
• [学会発表] 義足歩行解析のための筋骨格モデル構築 (2012)
  • 著者名/発表者名: 桝田貴博, 内藤尚, 松本健志, 田中正夫
  • 学会等名: 第24回バイオエンジニアリング講演会
  • 発表場所: 大阪大学, 大阪
  • 年月日: 2012-01-08
• [学会発表] 順動力学的シミュレーションによる足部の生体力学的解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 西澤教之, 長谷和徳, 内藤尚, 竹原昭一郎
  • 学会等名: 日本機械学会 2011年度年次大会
  • 発表場所: 東京工業大学, 東京
  • 年月日: 2011-09-13
• [学会発表] Simulation of Prosthetic Walking using Neuro-MusculoSkeletal Model and Application to Design Prosthesis (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Naito
  • 学会等名: ITM Status Seminar
  • 発表場所: Hohenwart, Germany
  • 年月日: 2011-07-18