| 研究課題/領域番号 |
25420229
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| 研究機関 | 大阪電気通信大学 |
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研究代表者 |
藤川 智彦 大阪電気通信大学, 医療福祉工学部, 教授 (80321420)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | 生体機構制御 / 動作筋電図学的解析 / 二関節筋 / 拮抗筋ペア / 大腿直筋 / ハムストリングス / 腓腹筋 / 協調活動 |
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| 研究実績の概要 |
本研究は激しい運動や急激な負荷（大きなエネルギや衝撃）において，肉離れのような筋損傷や歩行困難となる剥離骨折が生じることに着目し，その症状が起こりやすい筋である下肢の二関節筋群（腓腹筋，大腿直筋，ハムストリングス）の筋活動と運動特性の関係を明らかにすることを試みている．本年度は前年度までのヒト踵着地時の動作筋電図学的解析の結果，すなわち，体幹保持時に大腿部の前面の二関節筋である大腿直筋と後面の二関節筋であるハムストリングスの拮抗筋ペアが同時に活動することを再確認した．さらに，着床時の衝撃などの大きなエネルギーを体幹保持のために散逸する機能が必要であることに着目し，ヒト下肢の大腿部の筋配列を基に，二関節リンクモデルによる理論的解析をおこなった．この理論解析では構成したリンクモデルの筋要素とその運動特性の関係，すなわち，筋活動レベルにともなう弾性および粘性係数の増加によって発生するポテンシャルエネルギー楕円と散逸エネルギー楕円の変化と運動機能の関係を明らかにした．その結果，足底部である踵支持による体幹保持において，大腿部の拮抗二関節筋ペアである大腿直筋とハムストリングスの同時放電が，下肢最大屈曲時に体幹を鉛直上に安定させ，立位時に対して安定させること，さらに，その屈曲中の速い動きの中で，体幹の揺動を減少させ，鉛直方向へ移動するように補助する機能があることが明らかになった．また，足趾支持における着地動作の動作筋電図学的解析おいても，大腿部の拮抗二関節筋ペアの同時放電と下腿部後面の腓腹筋に大きな筋活動が起こることが検証実験により，確認することができた．
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| 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
本研究はヒトがオープンループで運動制御を可能にしている機構，すなわち，一般的なコンピュータによる運動制御ではなく，ヒトの筋配列の機能を応用した機械的メカニズムによる運動制御を明らかにすることを目指している．特に，この研究では，激しい運動や急激な負荷（大きなエネルギや衝撃）において，損傷しやすい筋である下肢の二関節筋群（腓腹筋，大腿直筋，ハムストリングス）の筋活動と運動特性の関係を明らかにすることを試みている．前年度はこれらの筋群の筋活動を明らかにする検証実験である動作筋電図学的解析を中心に進め，今年度は前年度の大腿部の二関節筋である大腿直筋とハムストリングスの同時放電の筋活動に着目し．下肢の筋配列を基準にしたリンクモデルによる理論解析を中心に進めた．その結果，大腿部の拮抗二関節筋ペアである大腿直筋とハムストリングスの同時放電は踵着地時の体幹保持の安定性に大きく貢献していることが明らかになった．このことから，ヒト下肢の機械的メカニズムによる運動制御の１つの特性を成果として提示することができたため，研究はおおむね計画的にすすめることができていると考えている．
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| 今後の研究の推進方策 |
本年度は踵着地時の動作筋電図学的解析結果に基づき，下肢の筋配列を基準に構築した二関節リンクモデルによる理論解析をおこなった．その結果，研究計画に沿った3項目（動作筋電図学的解析を主とした評価，モデル解析を主とした数値的な評価，臨床応用を目指した現場での評価）のうち２つ目の成果を順調に得ることができた．来年度は臨床応用を目指した評価を進める予定であるが，足趾着地の解析データが少ないため，足趾着地の動作筋電図学的解析および下肢モデルによる理論解析を進め，臨床応用のための基礎データを盤石とし，研究の完成度を高めて行く予定である．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
前年度からの繰越額が\64,184であり，今年度の繰越額は\42,026であった．このため，今年度はほぼ計画通りに予算を使用できたと推察できるが，今年度中の論文投稿が翌年度に繰越になったため，それに関係する費用が繰越になったと思われる．
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| 次年度使用額の使用計画 |
来年度は最終年度であり，論文投稿なども積極的におこなう予定であるため，繰越の金額はほぼその費用として，使用できる予定である．
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