A study on the expansion and application of the neurological basis for clinical use of kinematic synergy in the upper limb

上肢运动协同临床应用神经学基础的拓展与应用研究

• 批准号: 22K11369
• 负责人: 車谷 洋
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Hiroshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K11369/
• 关键词: シナジー; 上肢; 関節運動; 筋活動; 脊髄; 上肢運動; 脊髄神経; 運動学習

本年度は上肢運動時の上肢全体のシナジーから脊髄活動を推定するための研究環境の構築と上肢到達運動時のシナジーからの脊髄活動の推定を行うことを目標に実施した．研究環境の構築では，三次元動作計測環境の構築および多チャンネル筋電図計測環境の構築を行った．前者では，既存の赤外線カメラを使用し，手指関節から肩甲帯までの上肢全体の三次元解析が実施でき，筋電図計測と同期が可能な環境整備を行った．後者では，本研究経費で16筋の同時計測が可能な筋電図を追加し，既存の筋電図とともに多チャンネルの筋活動計測が可能な環境を構築した．予備実験において，筋活動電位にアーチファクトが混入し，特に小型電極の筋電図に影響があったが，筋電電極の貼付方法を改良し，これを解決した．次いで，健常成人の8肢を対象に，上肢での5方向への到達運動時の上肢全体の三次元動作計測と筋活動の計測を行い，肩甲骨周囲筋，肩関節周囲筋，上腕と前腕の筋，手内筋の計17筋を対象に筋活動計測を行い，非負値行列因子分解による筋シナジー解析を行い，脊髄髄節レベルの活動推定を行った．筋シナジーは2～3個抽出され，主に肩甲帯・肩周囲筋・上腕の筋のシナジーと前腕・手内筋のシナジーに分かれていた．脊髄髄節レベルの活動推定より，到達運動開始時には第3頸髄レベルを中心に活動し，その後に第3より下位の頸髄レベルが活動した．5方向の到達運動で違いはあるが，類似した傾向を示し，到達運動では，運動開始時の上位頸髄レベルの働きが特徴的であった．また，次年度以降に検討する学習課題としての利用可能性を調査するため，健常成人を対象に箸動作の課題固有シナジーの分析を行った．箸動作の課題固有シナジーは示中指の協調運動と母示指の協調運動であった．今後，シナジーに基づいたトレーニングに利用できるか検討する予定である．

This year, the study environment for estimating the spinal motion of the whole upper limb during upper limb movement and the estimation of spinal motion during upper limb movement were established. Research environment construction, three-dimensional motion measurement environment construction and multi-dimensional motion measurement environment construction. For the former, the existing infrared ray is used, the finger joint is used, the shoulder belt is used, and the three-dimensional analysis of the whole upper limb is carried out, and the tendon measurement is carried out simultaneously. In contrast, this study is based on the cost of 16 simultaneous measurements of possible tendon electrical activity, the existing tendon electrical activity, and the possible environmental construction of multiple tendon activities. In order to solve this problem, the method of attaching the tendon electrode is improved. In the second place, the healthy adult's 8 limbs are in the middle of the object, the upper limbs are in the middle of the 5-direction movement, and the three-dimensional movement measurement and muscle activity measurement of the whole upper limbs at the time of arrival movement are in the middle of the measurement, the shoulder bone peripheral muscle, the shoulder joint peripheral muscle, the upper wrist and the front wrist muscle, and the hand muscle are in the middle of the measurement, the non-negative value column factor decomposition is in the middle of the muscle analysis, and the spine joint is in the middle of the estimation. The tendon is divided into 2~3 parts, namely, the main shoulder belt, the shoulder circumference tendon, the upper wrist tendon, the front wrist tendon, the hand tendon, and the middle part. The movement of the spine joint is estimated, and the movement of the middle part of the third neck joint is estimated at the beginning of the movement, and the movement of the lower part of the third neck joint is estimated at the beginning of the movement. The movement of the fifth direction is estimated at the beginning of the movement, and the movement of the upper neck joint is estimated at the beginning of the movement. In the next year, we will investigate the possibility of using learning topics and activities in order to improve the health of adults. The problem inherent in motion is that the coordinated motion of the opposite finger and the coordinated motion of the mother finger are not coordinated. From now on, the basic information of the company will be used to determine the future.

项目成果

手指関節運動シナジーの臨床応用に向けた研究

手指关节运动协同的临床应用研究

• 发表时间: 2023
• 作者: Hiroshi Kurumadani;Akira Kodama;Teruyasu Tanaka;Toru Sunagawa;彼末一之・能勢 博;車谷洋，伊達翔太，倉内和哉，後藤直哉，砂川融
• 通讯作者: 車谷洋，伊達翔太，倉内和哉，後藤直哉，砂川融

上肢挙上動作時の肩関節周囲筋の筋活動 ―筋シナジー解析を用いた筋協調性の定量評価―

上肢举升动作时肩关节周围肌肉的肌肉活动 - 利用肌肉协同分析定量评估肌肉协调性 -

• 发表时间: 2022
• 作者: Chiharu Takasu;Hidenobu Terada;Takuma Kojima;Sora Kawabata;Takuma Kano;Yuri Morishita;Naohiko Kanemura;Kenji Murata;Kiyomi Takayanagi;伊達翔太，車谷洋，原田洋平，砂川融
• 通讯作者: 伊達翔太，車谷洋，原田洋平，砂川融

箸操作時の手内在筋・外在筋の協調性 －箸開閉動作の検討－

操作筷子时手内外肌的协调性-检查筷子的开合动作-

• 发表时间: 2022
• 作者: Hiroshi Kurumadani;Akira Kodama;Teruyasu Tanaka;Toru Sunagawa;彼末一之・能勢 博;車谷洋，伊達翔太，倉内和哉，後藤直哉，砂川融;車谷洋，倉内和哉，伊達翔太，後藤直哉，福島敏之，砂川融;車谷洋，倉内和哉，上田章雄，伊達翔太，砂川融
• 通讯作者: 車谷洋，倉内和哉，上田章雄，伊達翔太，砂川融

Recovery of thumb joint movement for patients with severe carpal tunnel syndrome

重症腕管综合征患者拇指关节活动的恢复

• 发表时间: 2023
• 作者: Hiroshi Kurumadani;Akira Kodama;Teruyasu Tanaka;Toru Sunagawa
• 通讯作者: Toru Sunagawa

箸開閉操作時の手指関節運動と関節間協調運動の特徴

筷子开合操作时手指关节运动及关节间协调特征

• 发表时间: 2023
• 作者: Hiroshi Kurumadani;Akira Kodama;Teruyasu Tanaka;Toru Sunagawa;彼末一之・能勢 博;車谷洋，伊達翔太，倉内和哉，後藤直哉，砂川融;車谷洋，倉内和哉，伊達翔太，後藤直哉，福島敏之，砂川融
• 通讯作者: 車谷洋，倉内和哉，伊達翔太，後藤直哉，福島敏之，砂川融