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

考虑双关节肌肉功能的便携式体内力测量系统的开发

基本信息

批准号：
22K11436
负责人：
藤川智彦
金额：
$ 2.16万
依托单位：
Osaka Electro-Communication 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-22K11436/
关键词：
筋力評価二関節筋関節トルク動作筋電図学的解析

项目摘要

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．

关节扭矩值通常用于测量肌肉力量。但关节扭矩值并不评价每个关节中某一关节肌肉的肌力，还包括同时参与两个关节的两块关节肌肉的肌力。这些双关节肌是跨越两个关节的肌肉，具有这样的特点：当在一个关节上协同工作时，它们在另一个关节上拮抗地工作，并且在肢体末端实际施加的输出是，这导致了使用关节扭矩值计算输出。因此，本研究提出，通过测量静态条件下的肢体尖端输出，可以评估考虑双关节肌肉的肌肉力量。然而，在当前的静态最大努力输出测量中，受测者的躯干和四肢根据所施加的输出量而微小地移动，并且可能施加力的方向（包括姿势的变化）发生变化，这就是测量点。在最大努力期间。另外，考虑到跨越两个关节的双关节肌肉的肌肉力量，当整个肢体伸展时，在伸展和弯曲方向上施加的力增加，而在垂直方向上施加的力随着弯曲而减小。方向有减少的趋势，垂直方向有增加的趋势。输出特性和测量点的这些变化极大地影响了肌肉力量评估的再现性。因此，在2022年，我们试图通过理论和实验验证，找到可以使用二关节连杆模型稳定测量的上肢静态姿势。结果，在测量上肢前端的输出时，发现最大努力时输出分布最均匀的姿势（肘关节内角为60°的姿势），运动肌电分析也表明我们得到了接近该结果的结果。由此推测，为了根据上肢的尖端输出稳定地评价肌肉力量，使用肘关节的内角为60°的静态测量姿势是有效的。