2011 Fiscal Year Research-status Report
固有振動数を利用した骨の強さ指標と筋力の負荷関係評価法の開発
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23500651
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
矢野 澄雄 神戸大学, 人間発達環境学研究科, 教授 (20115306)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
福田 博也 神戸大学, 人間発達環境学研究科, 准教授 (90294256)
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| Project Period (FY) |
2011-04-28 – 2014-03-31
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| Keywords | 骨の強さ / 筋力 / 振動 |
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| Research Abstract |
骨の質・強さ指標を検討し提案するため、(1)非荷重骨である前腕部での振動を利用した方法から荷重骨である下肢での方法に発展させる (2)骨に負荷となる筋力との関係を検証するための力・負荷に関する測定機器への開発をめざす。このため測定系の構成から着手し、下腿骨での振動加振方法を考案しつつ加振の強さや伝達特性などを確認した。そして、フィルムセンサを利用した足底部での力の測定方法とその電気回路の製作をした。使用予定のフィルムセンサはフラットな状態の受圧面に加わる垂直方向の力を検出する原理であるが、身体のように曲面の場合、製造元からの物理的特性だけではわからないため、フィルム材自体の圧縮、曲げ、せん断の力学的特性について調べた。調べた曲率半径の範囲では、フィルム自身が曲げや圧縮に対しては顕著な応答は見られないが、せん断方向の力に対しては顕著な応答がみられることがわかった。これらの力学特性を調べておくことは力センサとして利用する上で重要なことであり、研究の成果として学会発表を行った。製作と並行して、このフィルムセンサからは電圧出力でロードセルからはひずみ出力と異なるが、測定上の工夫をして同時に取り込めるようになった。個別の測定データを統合して、力の考察を支援するような解析表示方法を進めていくことも重要なことであり、プログラム作成に着手した。またRittweger, J.らの指標を参考に、下肢での指標への筋力効果として検討予定の膝関節伸展筋・屈曲筋や足関節底屈筋の筋力とトルクを測定・算出した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
骨の質・強さの指標作成に関して、非荷重骨骨である前腕での方法から荷重骨である下肢での指標に発展させるため、フィルムセンサを利用した検出と電気回路製作およびフィルム自体の力学特性の基礎的検討をとおして、目的とする力の測定に使えることを確認している。また指標の作成に関する膝関節伸展筋・屈曲筋の筋力データの測定や下腿骨での加振方法の検討も進行中で、初年度に取り組むべき検討課題や製作をおおむね計画どおり進めた。
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| Strategy for Future Research Activity |
基本的に製作し動作確認、そして検討・考察という流れであるが、別々の測定器で測定したデータを対応させたり、解析結果を突き合わせて理解するするのに時間がかかる。力学的考察を助けるため、解析や表示に関するデータ処理を改善しつつ研究を進めていく。また骨に負荷となる筋力の評価は一定の力・荷重としてとらえるより、筋力の変動の大きさという点にも注目して、骨との力関係を調べていく。フィルムと測定回路の製作は、共同研究者とメカニカルな面の連携を深めて進める。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
測定データを統合して力学的検討を進めていくために、データの解析や表示を支援するソフトウエアやツールを購入するとともに、プログラミングをしてビジュアル化し理解しやすくしていく。荷重・力を計測するセンサやフィルムシート、それらの電気回路や信号処理のための電子部品類を購入して製作し、電気的な特性の確認や力学的妥当性を検討していく。また関連する学会に参加し、センサ技術の情報と新しい知識を得ながら製作を進めていく。
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Research Products
(5 results)
