二関節筋の機能を考慮した可搬可能な生体内力計測システムの開発

点击翻译按钮获取中文摘要

筋力を計測するには関節トルクの数値を利用することが一般的である．しかし，関節トルクの数値は各関節の一関節筋の筋力を評価しているのではなく，二つの関節に同時に関与する二関節筋の筋力も含めて評価している．この二関節筋は二つの関節に跨る筋であり，一方の関節に協働的に働く時に，もう一方の関節に拮抗的に働く特性を有しており，実際の四肢先端に発揮する出力と関節トルクの数値を用いて算出した出力に差異を生じさせている．そこで，本研究は静的条件下における四肢先端出力を計測することにより，二関節筋を考慮した筋力評価が可能であることを提案している．しかし，現状の静的な最大努力の出力計測において，発揮する出力の大きさに応じて，被験者の体幹や四肢が微小に動き，さらに，その姿勢変化を含めた力の発揮しやすい方向が最大努力時の計測点となっている．また，二つの関節に跨る二関節筋の筋力を考慮すると，四肢全体が伸展するに伴って，伸展および屈曲方向に発揮する力は大きくなり，その垂直方向は小さくなる，逆に，四肢全体を屈曲するに伴って，伸展および屈曲方向は小さくなり，その垂直方向は大きくなる傾向がある．このような出力特性と計測点のばらつきが筋力評価の再現性に大きく影響している．そこで，2022年度は安定して計測できる上肢の静的姿勢を二関節リンクモデルを用いて，論理的および実験的検証によって求めることを試みた．その結果，上肢先端の出力計測において，最大努力の出力分布が最も均等になる姿勢（肘関節の内角度が60°となる姿勢）が明らかになり，動作筋電図学的解析結果においても，その結果に近い結果が得られた．これより，上肢の先端出力より筋力評価を安定しておこなうためには，静的な計測姿勢を肘関節の内角度が60°となる姿勢が有効であることが推察された．