ヒトの運動戦略解明のための実時間高速動態計測システムの開発

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ヒトの着座時の上肢運動を対象として,前腕の回内・回外を考慮した運動計測法を開発した.肩および肘の位置は,あらかじめ運動時にもっとも位置ずれを発生しにくい位置を定め,その位置とした.それぞれ肩甲骨の肩峰上および上腕骨の外側上顆である.手部の位置を計測するために,被験者の手首にあわせて環状の取付具をシリコンゴムで作成して手首に装着した.取付具の中心を手部の位置とした.取付具には,外周に8個のLEDが取りつけられている.LEDの位置を3次元空間における円の式に最小2乗法で近似することにより,取付具の中心を算出するとともに,前腕の回内・回外角度を算出することができる.構築した計測システムを用いて,計測可能な範囲を調べたところ,日常生活における着座時の運動,例えばテーブルの上の食器から口へ食べ物を運ぶ動作を計測できることが分かった.取付具を着脱することにより位置ずれは,95%信頼区間は1mm以下であった.また回転角度の算出についても,95%信頼区間は1.2°以下であった.本動態計測システムをコップを口元に運ぶ動作の計測に適用した.サンプリング周波数は40Hzである.手首および肘の速度はベル型に変化した.また,前腕の回内・回外の回転速度もベル型に変化することが明らかになった.以上のように,本動態計測システムを用いることにより,日常生活における5自由度の着座時の上肢運動を高速に計測することが可能となった.