2004 Fiscal Year Annual Research Report
身体運動中の筋張力・筋線維動態推定システムの開発によるトレーニグ処方の作成効果判定
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16300205
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
深代 千之 東京大学, 大学院・情報学環, 助教授 (50181235)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
金久 博昭 東京大学, 大学院・総合文化研究科, 助教授 (50161188)
伊藤 雅光 日本体育大学, 体育学部, 講師 (20307995)
長野 明紀 独立行政法人理化学研究所, 生体力学シミュレーション特別研究ユニット, 協力研究員 (30392054)
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| Keywords | 身体運動 / 筋張力の推定 / 3次元動作解析 / コンピュータシミュレーション |
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| Research Abstract |
平成16年度は、立ち上がり・歩行・階段昇降という対象動作の解析の前に、動作解析による筋張力推定と、コンピュータシミュレーションの基礎研究を行った。
(1)脚伸展動作を、負荷可変のスライディングマシーンによって行い、ダイナミックな運動中の筋張力分配の推定に関しての基礎研究を行った。この研究には、共同筋の張力配分が大きな問題となるので、本研究では、脚伸展運動における足・膝関節の主動筋の張力配分について検討することを目的とした。すなわち、筋張力の配分について、1:PCSA(生理学的筋横断面積)法、2:EMG法、3:Crowninshieldら(1981)の最適化法の比較検討を行った。その結果、最適化による運動中の張力推定計算結果は、前提となるPCSAを基にした最大張力Fmaxに大きく依存していることがわかった。さらに、単関節筋(大殿筋、内側広筋、ヒラメ筋)と二関節筋(大腿直筋、腓腹筋)とを比較してみると、静的な二関節筋の値に比べて、運動中の二関節筋の値はかなり小さくなっていた。一方、最適化された値を、EMG積分値%MVCの各筋の傾向と比較するとかなり異なることがわかった。
(2)コンピュータシミュレーション:Hillタイプの筋腱複合体モデルを用いた、比較的単純で容易な垂直跳をシミュレートした。すなわち、跳躍高最大という目的関数で、筋モデルの収縮要素に神経指令を入力し、動作を具現させる。ここで、骨格・筋腱複合体・神経入力モデルの十分な検討を行う。今回は、反動を用いない垂直跳の初期姿勢の影響について検討した。その結果、垂直跳の初期姿勢が跳躍高および各筋の仕事の配分に大きく関わっていることが確認できた。
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