内部情報推定に基づく新たな非侵襲的計測技術と装着型装置による腰部負荷推定法の開発

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3次元幾何学モデルを用いて腰部負担を計算するために，3次元筋骨格モデルを定義した．これまで，側屈，回旋運動における筋力による腰部負担を表現するために，3つの筋肉として表現する筋骨格モデルを構築した．しかし，特異点なる姿勢があったため，再度パラメータ調整を行い，腰部負担計算を安定して行える筋骨格モデルに改善した．構築した筋骨格モデルを使うことによって，前後屈動作以外の腰部負担を計算することを可能とした．推定される腰部負担に対しての評価を行うために，市販されている筋骨格モデルSIMMや，産業技術総合研究所で開発されている筋骨格動力学シミュレーションにおける評価を行った．この時，モーションキャプチャで動作を計測し，そのデータを元に解析を行った．現在は，前屈動作における評価を行っている．手先荷重の変化による腰部の筋活動を計測することにより，背筋と手先荷重による関係を明らかにした．筋肉の弛緩により，筋肉の硬度が変化する特性を利用して，ロードセルによる筋硬度計測を行った．このセンサを筋硬さセンサと呼ぶ．計測結果から，L3-4腰椎間の脊柱起立筋群に筋硬さセンサを当てることにより，筋活動と筋硬度の変化に相関がみられた．次に，腰部負荷と脊柱起立筋群の筋硬度の相関があることが分かった．このことから，脊柱起立筋の筋硬度の変化と腰仙椎アライメントから求めた腰部負荷を組み合わせることにより，手先荷重に変化による腰部負荷の変化をとらえることが可能となっていたが，推定式に問題があり特定の姿勢で腰部負担が発散することが分かった．このため，推定式を改善し姿勢によらず安定した推定結果を出力することが可能となった．推定結果を産業技術総合研究所の筋骨格動力学シミュレーションの値と比較し評価を行った．