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2013 年度 実績報告書

ヒト静止立位姿勢における足および股関節の協調運動制御

研究課題

研究課題/領域番号 24800038
研究機関大阪大学

研究代表者

鈴木 康之  大阪大学, 基礎工学研究科, 助教 (30631874)

研究期間 (年度) 2012-08-31 – 2014-03-31
キーワード姿勢制御戦略理解の深化
研究概要

本研究ではヒトの静止立位時における神経制御メカニズムの解明を目的とし,計測実験および数値シミュレーションの面からヒト静止立位姿勢を解析した.計測実験では,床反力系,モーションキャプチャシステム,無線筋電図を統合的したシステムを用いて健常者の静止立位姿勢を,床反力系と無線筋電図を統合したシステムを用いてパーキンソン病患者の静止立位姿勢を計測した.集められたデータを解析することにより,健常者の静止立位姿勢が大変柔軟な制御によって実現されており,また神経制御戦略がこれまで考えられてきた戦略(例えばUncontrolled Manifold 戦略)などとは異なる可能性が示唆されつつある.
数値シミュレーションを用いた解析では,ヒト静止立位姿勢を足関節と股関節を持つ倒立二重振子でモデル化した.状態空間内に存在する安定多様体に注目した神経制御戦略を実装することにより,姿勢制御のフィードバックループ内に大きな時間遅れが含まれる場合でも,立位姿勢を維持できることを明らかにした.この制御戦略は,我々の研究グループ固有のものである.この制御戦略を基盤としたパラメータスタディにより,股関節の柔軟性が姿勢動揺ダイナミクスおよび Hip-Strategy や Ankle-Strategy に代表される姿勢制御戦略に対して大きな差異を与えることを明らかにした.
パーキンソン病患者の姿勢動揺計測実験により得られたデータと健常者の姿勢動揺計測実験により得られたデータを比較することにより,パーキンソン病患者の姿勢制御戦略が健常者の姿勢制御戦略に比べて剛直なものであることが明らかにされつつある.これは,継続的にパーキンソン病患者の姿勢動揺計測実験を行ってきた結果であり,得られた知見は今後有効活用されることが期待できる.

現在までの達成度 (区分)
理由

25年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

25年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] A new protocol for intermittent androgen suppression therapy of prostate cancer with unstable saddle-point dynamics2014

    • 著者名/発表者名
      Yasuyuki Suzuki, Daichi Sakai, Taishin Nomura, Yoshito Hirata, Kazuyuki Aihara
    • 雑誌名

      Journal of Theoretical Biology

      巻: 350 ページ: 1-16

    • DOI

      10.1016/j.jtbi.2014.02.004

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Theoretical Study on a Computational Algorithm for Human Posture Estimation Based on Motion Capture of a Small Number of Markers2013

    • 著者名/発表者名
      Naoya Yoshikawa, Yasuyuki Suzuki, Ken Kiyono, Taishin Nomura
    • 雑誌名

      Advanced Biomedical Engineering

      巻: 2 ページ: 107-116

    • DOI

      10.14326/abe.2.107

    • 査読あり
  • [学会発表] An Intermittent Control of a Double Inverted Pendulum: Relationship between Control Strategy and Hip Joint Stiffness2013

    • 著者名/発表者名
      Yasuyuki Suzuki, Taishin Nomura
    • 学会等名
      JSST 2013 International Conference on Simulation Technology
    • 発表場所
      Tokyo, Japan
    • 年月日
      20130911-20130913
  • [学会発表] Marker-less Motion Capture System with Kinect and Foot Pressure Distribution Measurement2013

    • 著者名/発表者名
      Toshiyuki Hatta, Tomohisa Yamamoto, Yasuyuki Suzuki, Ken Kiyono, Taishin Nomura
    • 学会等名
      35th Annual International Conference of the IEEE EMBS
    • 発表場所
      Osaka, Japan
    • 年月日
      20130703-20130707
  • [学会発表] Bifurcation Analysis An Intermittent Control Model During Human Quiet Stance: A Possible Mechanism of Postural Sway2013

    • 著者名/発表者名
      Taishin Nomura, Yasuyuki Suzuki, Tomohisa Yamamoto, Ken Kiyono, Pietro Morasso
    • 学会等名
      SIAM Conference on Applications of Dynamical Systems (DS13)
    • 発表場所
      Snowbird, Utah, USA
    • 年月日
      20130519-20130523
  • [学会発表] An Intermittent Control of a Double Inverted Pendulum: Roles of Hip Motions Examined with Human Postural Sway2013

    • 著者名/発表者名
      Yasuyuki Suzuki, Taishin Nomura, Maura Casadio, Pietro Morasso
    • 学会等名
      SIAM Conference on Applications of Dynamical Systems (DS13)
    • 発表場所
      Snowbird, Utah, USA
    • 年月日
      20130519-20130523
  • [備考] Home Page

    • URL

      http://www3.bpe.es.osaka-u.ac.jp/~suzuki/

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公開日: 2015-05-28  

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