| 研究課題/領域番号 |
23650348
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| 研究機関 | 新潟大学 |
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研究代表者 |
木竜 徹 新潟大学, 自然科学系, 教授 (80115021)
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| 研究分担者 |
岩城 護 新潟大学, 自然科学系, 准教授 (20262595)
村山 敏夫 新潟大学, 人文社会・教育科学系, 准教授 (50568368)
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| キーワード | 福祉用具・支援機器 / 神経工学 / アシスト / 筋シナジー |
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| 研究概要 |
その場で自転車運動時の生体機能を定量化し、筋力低下時での搭乗者にとってタイミングの良い電動アシスト制御を目指した。この際、筋活動を広範囲で計測できるマトリックス電極で一定随意収縮および動的運動時の筋疲労評価指標の空間分布パターンを求め、汎用電極（2 bar電極等）の貼付位置の余裕を推定できた。その上で、汎用電極を下肢筋群（外側広筋-大腿二頭筋、前脛骨筋-腓腹筋）に貼付して表面筋電図を計測し、少次元の筋シナジー推定した。さらに、従来から対象としていた外側広筋でアシスト効果を示す十分な筋活動情報を有している事を確認できた。なお、スクワット運動、スキー運動と比較し、筋シナジーパターンが動作に主要な筋活動パターンと相関が高く、動作に変化がなければ筋疲労の影響を反映していない事を確認した。そこで、疲労度など推定済み計測データで、生理的評価指標と自覚的疲労度を重回帰モデル化することで、筋電図振幅情報の時間変化から疲労を予測できる事を示した。以上の成果に基づき、自転車運動時の生理情報と車両情報をタブレット端末にその場でフィードバックするシステムを試作した。
日常生活における基本的な身体動作（歩行・起立・姿勢保持）の評価及び運動アシストのために筋電図及びフォースプレート、画像解析を行った。高齢者は股関節戦略をより用いることが多いため、足関節戦略に着目することが重要である。そこで、電動アシスト開発では足関節背屈筋の前脛骨筋と足関節底屈筋の腓腹筋の筋活動を主働筋と拮抗筋が同時に収縮する共収縮に注目した。共収縮の量が適切であれば、関節の固定性が高まり、姿勢制御が安定する。反対に共収縮が過剰であれば、パフォーマンスの低下やエネルギーコストが増大し、高齢者における転倒リスクの増大につながる。以上のことから、足関節筋の共収縮と動的姿勢制御の関係性を検討した。
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