走動作における下肢筋張力推定法の提案

点击翻译按钮获取中文摘要

本研究では,三次元座標データおよび地面反力データをもとに,最適化手法を用いて走動作に適した筋張力推定法を提案することを目的とした.前年度作成した筋張力推定ルーティンでは,下腿三頭筋の最大短縮速度などが先行研究で得られた値より大きくしないと解が得られなかった.したがって,まず最大短縮速度などの値を修正し,制御変数である活性度の上限をなくしてエラーのない推定ルーティンを作成した.次にその筋張力推定ルーティンを用いて,筋骨格モデルおよび筋モデルに関する詳細を様々に変化させることによって,走動作に適切なモデルおよび筋張力推定法を検討した.その結果,Specific tension(筋横断面積と最大張力との関係式における比例定数),腱のStiffness, Activation dynamicsの時定数(神経系からの刺激に対する収縮要素活性の時間遅れ)などはその値によって得られる活性パターンが変化したため,筋電図と照らし合わせながら先行研究で示された範囲内で値を定めた.一方,最適化計算における評価関数については変化させたときの活性パターンが顕著に変わることはなかった.最終的に,走動作1サイクルにわたる全下肢筋張力についてエラー(最適化計算の解が得られない状況)がなく算出でき,筋電図の包絡線と推定筋活性度の活性タイミングがよく一致し,かつ筋放電量と筋活性度に関する試技間の大小関係がよく合う下肢筋張力推定を行うことができた.