機能的電気刺激を用いた上肢姿勢制御における運動特性の評価

使用功能性电刺激评估上肢姿势控制的运动特性

• 批准号: 16760189
• 负责人: 巖見 武裕
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Akita University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16760189/
• 关键词: 機能的電気刺激; 脊髄損傷; 車いす; 関節モーメント; 上肢; シミュレーション; モデル

【目的】本研究では,FESによって特定の筋を機能させたとき,手先位置の3次元空間において,どの方向にどれだけの力を発生できるかを計算できるシミュレーションモデルを構築する.今年度はその応用例として,脊椎損傷者が車いすを駆動する時の手先の運動特性を解析する.【方法】健常青年男性のCTより得られたDICOMデータをもとに,3次元上肢筋骨格モデルを作成した.そして,筋の力学モデルに上肢剛体リンクの運動シミュレーションを適用し,FES刺激時の動的荷重下における上肢運動を解析した.また,ロボット・マニピュレータの機構解析に用いられる動的操作力楕円体という概念を用いて,車いす操作時の手先位置の運動特性を評価した.個々人の保有する筋力特性を各関節に発揮可能な非対称な最大関節トルクとして捉え,その実測値に基づく動的可操作性楕円体の概念を提案した.この楕円体は,手先位置から楕円体表面までの距離が長い方向ほど手先力の発揮しやすいことを示すため,個々人の残存機能に応じた上肢運動特性を定量的に評価することができる.また,本モデルの妥当性を評価するため,脊椎損傷者の車いす操作を計測してモデル解析の結果と比較した.被験者は脊髄損傷者7名(年齢36〜70歳・損傷レベルTH6〜L2)である.なお,本実験は被験者に対する十分なインフォームド・コンセントの後に行った.【結果】本研究により,FESによって特定の筋を機能させることにより,手先に発生できる力の方向が変化することが確認された.また,脊髄損傷者の車いす駆動に関する実験では,使用者は平地走行では駆動後期に,スロープ昇降時には駆動期全般に渡ってハンドリム回転方向に最大力を発揮できる姿勢をとっていることが確認された.これらはモデル解析の結果と一致した.

[objective] this study で は, FES に よ っ て specific の reinforcement を function さ せ た と き, hand position の first 3 dimensional space に お い て, ど の direction に ど れ だ け の force を 発 raw で き る か を computing で き る シ ミ ュ レ ー シ ョ ン モ デ ル を build す る. Our は そ の 応 cases と し て, spinal cord injury is が car い す を 駆 dynamic す る の hand first の movement characteristics を parsing す る. [method] the healthy young men often の CT よ り have ら れ た DICOM デ ー タ を も と に, upper limb bones and muscles, the three dimensional モ デ ル を made し た. そ し て, reinforcement mechanics モ の デ ル に upper rigid リ ン ク の movement シ ミ ュ レ ー シ ョ ン を applicable し, FES stimulation の move under the load of に お け る upper limb を parsing し た. ま た, ロ ボ ッ ト · マ ニ ピ ュ レ ー タ analytical に の institutions with い ら れ る dynamic operating force 楕 has drifted back towards ¥ body と い う concept を using い て, car い す operation is の の first hand movement characteristics を review 価 し た. 々 man の retain す る thews features を each section masato に 発 swing may な not called な masato biggest festival seaborne ト ル ク と し て catch え, そ の be measured numerical に base づ く moving operability 楕 has drifted back towards ¥ の body concept proposed を し た. こ の 楕 は has drifted back towards ¥ body, hand position first か ら 楕 has drifted back towards ¥ body surface ま で の long distance が い direction ほ first ど hands の 発 swing し や す い こ と を shown す た め, a 々 の remaining Functional に 応 じ た upper limb movement characteristics を に of quantitative evaluation of 価 す る こ と が で き る. ま た, this モ デ ル の justice を review 価 す る た め, spinal cord injury is の car い す operation を measuring し て モ デ ル parsing の results と し た. By 験 は spinal marrow injuries seven (齢 36-70, showed damage レ ベ ル TH6 ~ L2) で あ る. な お, this be 験 は by 験 に す seaborne る very な イ ン フ ォ ー ム ド · コ ン セ ン ト の に line after っ た. 【 results 】 this study に よ り, FES に よ っ て specific の reinforcement を function さ せ る こ と に よ り, hand first に 発 raw で き の る force direction が variations change す る こ と が confirm さ れ た. ま た, spinal marrow damage is の car い す 駆 dynamic に masato す る be 験 で は, user は the ground walk line で は 駆 に late, ス ロ ー プ when lifting に は 駆 movement all に crossing っ て ハ ン ド リ ム back planning direction に most strongly を 発 swing で き る posture を と っ て い る こ と が confirm さ れ た. こ れ ら は モ デ ル parsing と の results Consistent た.

项目成果

車いす最適設計のための3次元上肢運動解析

3D 上肢运动分析以实现最佳轮椅设计

• 发表时间: 2006
• 期刊: バイオメカニズム 18
• 作者: 三浦弘樹;佐々木誠;大日方五郎;巖見武裕;長谷和徳
• 通讯作者: 長谷和徳

肩関節亜脱臼のTES治療を目的とした筋運動系のシミュレーションモデル

TES治疗肩关节半脱位的肌肉运动系统仿真模型

• 发表时间: 2004
• 期刊: 福祉工学シンポジウム2004 講演論文集 No.04-42
• 作者: 中村康二;巖見武裕 他
• 通讯作者: 巖見武裕 他