著者

増田 正 佐渡山 亜兵

出版者

バイオメカニズム学会

雑誌

バイオメカニズム (ISSN:13487116)

巻号頁・発行日

vol.9, pp.35-42, 1988-06-15 (Released:2016-12-05)

被引用文献数

1

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Motor unit action potentials were derived with multiple surface electrodes from the biceps brachii of 3 healthy adults. The electrodes comprised a 9-by-16 grid array of small gold-coated metal contacts attached to a cylindrical plate. The spacing of the contacts was 5.08mm in the direction of muscle fibers and 2.54mm in the muscle circumference. With this electrode assembly 128 channels of myoelectric signals were derived simultaneously. Individual signals were derived bipolarly from a pair of contacts adjacent in the direction of muscle fibers. These signals were sampled by a computer, displayed on a graphic terminal, plotted on a chart and analyzed visually. The myoelectric signals showed motor unit action potentials propagating along the muscle fibers. The mechanism of the generation of motor unit action potentials indicates that the source of the propagation marks the location of myoneural junctions. In each subject the measurement was repeated 20-30 times by changing recording positions and contraction levels. These records were combined to draw a topographical map of myoneural junctions over the whole surface of the biceps. The map of myoneural junctions showed the innervation zones consisting of 6-13 separate areas and lying at the middle length of the biceps in a band 30-60mm wide. The number and the size of these areas varied between subjects. This technique of multiple surface electrodes has an advantage over conventional EMG techniques, e.g. spectral analysis, in that the measurement clarifies the anatomical structure of the muscle and the results are not affected by the electrical characteristics of the instrumentation devices. This technique should become effective in the diagnosis of neuromuscular disorders and in developing new application fields of surface EMG.

著者

速水 達也 金子 文成 木塚 朝博

出版者

バイオメカニズム学会

雑誌

バイオメカニズム (ISSN:13487116)

巻号頁・発行日

vol.19, pp.47-56, 2008 (Released:2017-02-15)

参考文献数

16

被引用文献数

2 1

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本研究では, 体性感覚入力に基づく運動出力調節機能を体性感覚─運動連関機能と定義し, 運動経験による体性感覚─運動連関機能の違いを明らかにすることを目的とした. 対象者を運動経験の差によって運動群と一般群とに分類した. 体性感覚─運動連関機能の測定には, 運動平衡保持法と再現法を用いた. その結果, 運動群は一般群に比して運動平衡保持法の測定結果において有意に優れていた. また, 運動平衡保持法の測定結果には, 関節角度の正確な知覚と, 安定性の高い力発揮が関係していることが認められた. これらのことから, 運動の継続や長期の身体トレーニングを行っている者は体性感覚─運動連関機能に優れ, その背景には体性感覚機能と運動出力機能の向上が関係していることが考えられた.

著者

小野 誠司 木塚 朝博 岡田 守彦

出版者

バイオメカニズム学会

雑誌

バイオメカニズム (ISSN:13487116)

巻号頁・発行日

vol.23, pp.87-95, 2016 (Released:2017-08-01)

参考文献数

28

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視覚情報の入力のタイミングは運動制御の調節や適応に重要な役割を果たしている. 先行研究から, 急激な速度変化を伴う視標の動きを繰り返し眼で追うことによって, 滑動性追跡眼球運動 (パーシュート) に適応的変化が起こることが知られている. 本研究では, 視標の速度変化のタイミングに注目し, 変化時間に同期したパーシュート適応が起こるかについて検討した. その結果, ヒトのパーシュートにタイミング特異的な適応 (タイミング適応) が認められた. さらに, 先行研究よりヒトとサルの眼球運動の類似性が報告されているが, タイミング適応の場合, ヒトとサルでは適応パターンが異なることも明らかになった. これらの結果から, パーシュートのタイミング適応はヒト特有の時間予測を含めたタイミング制御機構に起因していることが示唆された.

著者

高野 英彦

出版者

バイオメカニズム学会

雑誌

バイオメカニズム (ISSN:13487116)

巻号頁・発行日

vol.5, pp.197-207, 1980-05-25 (Released:2016-12-05)

被引用文献数

1

著者

中村 真里 中村 康雄 林 豊彦 福田 登 駒井 正彦 橋本 淳 信原 克哉 Chao Edmund Y.

出版者

バイオメカニズム学会

雑誌

バイオメカニズム (ISSN:13487116)

巻号頁・発行日

no.16, pp.13-25, 2002-06-25

被引用文献数

9 4

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Baseball pitching involves a complicated and rapid movement that has been investigated to prevent injuries and to improve the pitching performance. It is difficult to assess the pitching motion with high accuracy and a high sampling rate, due to the limitations of preexistent camera systems. The current camera system, however, has enough capacity to measure pitching motions with high accuracy and a high sampling rate. We have been diagnosing shoulder joint injuries caused by pitching. The patients (N=939) felt pain during the pitching sequence as follows: top position (32.5%), maximum external rotation (27.2%), and ball release (14.5%). Hence the top position is one of the most important postures to investigate the mechanisms of shoulder joint injury in pitchers. There have been no studies that focused on the top position, however. The main purpose of this study was to develop a system to assess the pitching motion accurately. Another purpose was to estimate the instant of the top position and evaluate the kinematics of the shoulder and elbow joints. Pitching movement was assessed using a motion capture system (ProReflex MCU500, Qualisys Inc., Sweden) in a studio that has an official pitcher's mound and home base. This system can record the positions of reflective markers at 500 Hz using seven CCD cameras. Thirty-two markers were mounted on the joints and body landmarks of each subject. Two markers were mounted on the ball. The pitching motions of eleven subjects were assessed, after a period for warm up. Kinematics parameters were calculated using three-axis gyroscopic Euler angle. The instant of the top position was observed for all subjects before the lead foot touched the ground. The interval from the top position to ball release was 0.242±0.0438 [s] (n=11). The subjects were divided into two groups by the type of posture at the instant of the top position, as follows: internal rotation group (n=5), 11.8±6.08 degrees, and external rotation group (n=6), 38.1±19.97. Other kinematics parameters at the top position were adduction of the shoulder at 74.2±19.84 degrees, horizontal adduction of the shoulder at 37.3±14.10 degrees, and extension of the elbow at 92.1±21.63 degrees. The timing and posture of the estimated top position were almost the same as those of the conventional top position. From the top position to lead foot contact on the pitching sequence, there were three patterns of elbow leading. The three patterns did not depend upon experience. We interpreted them as individual variations.

著者

伊藤 幸太 藤原 育海 細田 耕 名倉 武雄 荻原 直道

出版者

バイオメカニズム学会

雑誌

バイオメカニズム (ISSN:13487116)

巻号頁・発行日

vol.23, pp.31-41, 2016

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<p>二足歩行中のヒト足部変形を3次元的かつ包括的に計測することは, 靴など製品の人間工学設計や, 整形外科における外反母趾の診断等において重要である. 本研究では, 計測物表面の変位・ひずみ分布やその方向を非接触で計測する手法として近年注目されているデジタル画像相関法を用いて, 二足歩行中の詳細なヒト足部の3次元変形動態の計測を行った. 成人男性5名に自由選択速度で歩行を行わせた際の右足部内外側面を計4台のハイスピードカメラを用いて撮影した. 足部表面には水性黒スプレーを用いてランダムな斑模様を塗付し, 模様の時空間的変化から立脚期中の足部の3次元形状変化と皮膚表面のひずみ変化を算出した. その結果, 立脚期前期および後期に立方骨付近の皮膚で特徴的な内外側方向の伸長がみられた. また, 踵離地後に後足部外側が伸長, 内側が収縮することが明らかとなった. 本手法の計測誤差をアルミ平板の形状計測により評価したところ, 約0.1mm以下であり, 歩行中に起きる足部変形量と比較しても十分小さいことを確認した. 本手法により得られる二足歩行中の足部の定量的な変形情報は, 人間工学や整形外科学分野において重要な知見になりうると考えられる.</p>

著者

駒井 啓二 富永 晟浩 川村 次郎 松矢 正利 福井 信佳 田中 政敏 西原 一嘉

出版者

バイオメカニズム学会

雑誌

バイオメカニズム (ISSN:13487116)

巻号頁・発行日

vol.8, pp.155-164, 1986-09-25 (Released:2016-12-05)

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Using surface electrodes, we have developed and tested clinically FES systems for lower and upper limbs of hemiplegic patients and for upper limbs of quadriplegic patients. Furthermore, we have studied fatigue of muscle contraction caused by FES and intermittent sinusoidal high frequency stimulation. We have developed a peroneal stimulator for hemiplegic patients. Now, we are waiting approval of the Ministry of Welfare before putting it on the market in Japan. Clinical factors of hemiplegia relating to the peroneal stimulator were analyzed in 80 patients. It was found that hemiplegic patients who were slightly spastic and above stage IV of lower limb functional level (Brunnstrom) were good candidates for using the FES. According to our experience. FES was very suitable for the Japanese life style. We also developed a one-channel stimulator for upper limbs of hemiplegic patients. The stimulator was suitable for patients who have hypertonus of finger flexors. We have developed a two-channel stimulator for C_5-level quadriplegic patients. Finger flexors and extensors of only one hand are stimulated through two pairs of surface electrodes by this stimulator. The stimulator is controlled by a toggle switch which is manipulated by the other hand. Although the method of control is on/off in this system, strength of stimulation is increased gradually at the start of so that finger movement is gradual. In order to get active prehension and release by two-channel stimulation, a splint which stabilizes the wrist and thumb in the functional position was used. Furthermore, four fingers, the index finger to small finger, were held together by the finger support. In performance tests with three patients, it has been proven that quadriplegic patients are able to restore grasping by using this stimulator. We have measured muscle fatigue during FES and the period which is required for its cessation. In case of 60-second stimulation, 60-second off time was required for 90% restoration of grasping force. We have studied intermittent sinusoidal high frequency stimulation both in order to increase grasping force and to control pain. It was found that the grasping force by intermittent sinusoidal high-frequency stimulation (5.7kgf) is larger than grasping force by low-frequency stimulation (3.2kgf). However, patients who were stimulated by intermittent sinusoidal high frequency complained of more numbness than those stimulated by low-frequency stimulation.

著者

木塚 朝博 浅見 高明 谷井 克則

出版者

バイオメカニズム学会

雑誌

バイオメカニズム (ISSN:13487116)

巻号頁・発行日

vol.12, pp.173-183, 1994-08-10 (Released:2016-12-05)

参考文献数

25

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Previous studies showed that three reflex EMG responses were recorded from the stretched muscle, when the wrist flexors were stretched by sudden angular displacements of the wrist joint in the extension direction. The first response, with short latency is called the M1 component and is thought to be a monosynaptic spinal reflex. The second and third responses, with long latency, are labelled M2 and M3 components and are assumed to be transcortical reflexes. It has been reported, however, that the M3 component is not reliable in occurrence. The amplitudes of reflex components are known to be modified by voluntary movement. Premotor time (PMT) in the reaction time movement is not studied in relation to aspects of the reflex EMG responses including long latency components. The present study was performed in order to investigate whether the PMT under conditions of stretch stimulus (SS-PMT) differs from that under conditions of light stimulus (LS-PMT) and touch stimulus (TS-PMT), and how the PMTs are related to the aspects of the appearance of the reflex EMG responses. Nineteen healthy males, ranging in age from 21 to 28, participated in this study. The DC torque motor was used to evoke the reflex EMG activities of the wrist flexors. The results are summarized as follows: 1) In all subjects SS-PMT was significantly shorter than TS- and LS-PMT. The results suggest that input from the muscle spindle to cerebral cortex shortened the PMT. 2) The short and long latency reflex components appeared preceding the voluntary EMG burst. The latency of M1, M2, and M3 was 19.1ms, 49.2ms, and 71.7ms, respectively. 3) The subjects were classified into three groups (A, B, C) according to the presence or absence of reflex components (M1, M2, M3) and these EMG amplitudes. SS-, TS- and LS-PMTs in group A were significantly shorter than the PMTs in group B, and each PMT in group B was significantly shorter than in the group C. 4) In group A the amplitude of M2 was significantly higher than the M1 amplitude. The M3 component was not identified, since the M2 component was followed by voluntary EMG burst. In group B the M2 amplitude was significantly higher than the M1, and the M3 amplitude appearing before the voluntary EMG burst was significantly smaller than the M2 amplitude. In group C the amplitudes of M1, M2, and M3 were larger in that order. These results suggest that the PMT is related to the presence or absence of the long latency components and those amplitudes.

著者

伊藤 慶一郎 菅野 重樹 岩田 浩康

出版者

バイオメカニズム学会

雑誌

バイオメカニズム (ISSN:13487116)

巻号頁・発行日

vol.21, pp.43-53, 2012 (Released:2017-02-15)

参考文献数

15

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内出血を呈した高緊急度外傷患者の救命には, 出血性ショックの原因となる血液貯留を探索する迅速簡易超音波検査 (通称 : FAST) が重要となる. さらに救急搬送下あるいは現場において, 医師による遠隔操作のもと, FASTを施せる小型でポータブルな診断システムがあれば, 外傷患者の死亡率は飛躍的に低減できると考えられる. そこで本研究では, 内出血患者の早期診療を支援すべく, FASTが可能で, 患者の体幹に直接装着できるロボットシステムを開発したので報告する. 本稿で提案する新たな救急医療シナリオ, および体幹装着技術, 超音波プローブの駆動メカニズム, 小型・軽量化技術は, 場所を限定しない超音波診断の実現に寄与しえ, 救急医療の限界を大きく変革し得る新たな救命支援ツールとして普及する可能性を, 社会に強く訴えるものになると考えられる.

著者

寺島 正二郎 佐藤 栄一 小竹 和夫 植木 一範 佐々木 聡

出版者

バイオメカニズム学会

雑誌

バイオメカニズム (ISSN:13487116)

巻号頁・発行日

vol.20, pp.87-98, 2010 (Released:2017-02-15)

参考文献数

20

被引用文献数

1 2

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本研究開発では頸髄損傷者や筋ジストロフィーなどの重度障害者のための操作・支援装置として, 残される随意機能の1つである舌の動作に着目して, 舌運動で操作可能なマウスピース型の操作装置の開発を行っている. 本稿では, 開発した口腔内リモートコントローラーの仕様を説明すると共に, その性能および操作性について評価を行った.  その結果, RFタグを用いることにより内蔵電源が不要なリモートコントローラーの開発に成功し, その通信特性として安定的な最大通信距離は大気中, 水中, 肉塊内共に110mm以上と良好な値を示した. また, 実利用時の通信特性を評価したところ, 頬脇にアンテナを設置した場合, 設計仕様を満たす十分な通信特性が得られており操作性も良好であった. さらに, 市販の電動車椅子を運転操作した結果, 安定した走行が可能であり, これらの結果から本システムの有効性と実利用の可能性を認めた.

著者

中村 康雄 齊藤 稔 林 豊彦 江原 義弘

出版者

バイオメカニズム学会

雑誌

バイオメカニズム (ISSN:13487116)

巻号頁・発行日

vol.20, pp.53-64, 2010 (Released:2017-02-15)

参考文献数

12

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サッカーは, キック動作を基本とした主に足でボールをコントロールするスポーツである. ボールを自在に操る蹴り脚は, 熟練者であるほど巧みな動きをする. そのため, 多くの先行研究では, 足のみを対象としてキック動作の定量的な測定・解析が行われてきた. しかし, キック動作は全身運動である. キック動作をさらに理解するためには, 足だけでなく, 蹴り脚の動作の要となる腰部の運動についても同時に測定し, 定量的に評価する必要がある. 本研究は, インステップキック動作を対象とし運動学・動力学解析することと, 熟練者と未熟練者の腰部の運動の違いを定量的に評価することを目的とした. キック動作はモーションキャプチャ・システムを用いて測定した. 熟練者と未熟練者の運動を評価した結果から, 腰部は, 上体の急激な屈曲運動の補助, 下肢へのエネルギー伝達, 姿勢の安定の3つの役割があると考えられた.

著者

梅谷 陽二 伊能 教夫

出版者

バイオメカニズム学会

雑誌

バイオメカニズム (ISSN:13487116)

巻号頁・発行日

vol.5, pp.19-27, 1980-05-25 (Released:2016-12-05)

著者

秋田 浩

出版者

バイオメカニズム学会

雑誌

バイオメカニズム (ISSN:13487116)

巻号頁・発行日

vol.13, pp.205-215, 1996-07-25 (Released:2016-12-05)

参考文献数

9

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In human forearms, the radius and the ulna are geometrically regarded as a combination of two spirals arranged in parallel, which rotate in opposite directions. I assume that the optimal curves for these spirals are geodesic curves on a surface of a cone, expressed as a formula as follows: [numerical formula] [numerical formula] [numerical formula] γ: the shortest distance from the vertex of the cone to the geodesic curve. [numerical formula], where φ is the vertex angle in developed plane of the cone. When two geodesic curves exist on a corn, the curve which is obtained by proper prolongation or reduction of one curve proves to be homothetic to the other. And all geodesic curves on a corn are symmetrical when they are prolonged to the proper extent. It is interesting that this symmetric formula is a common characteristic of hard tissues of animals. Furthermore, it seems that these geodesic curves exist in several hard tissues of many animals, as well as in humans. When two geodesic curves rotate with rolling contact at one point and at a constant angle between tangent planes of two-geodesic curves, the distance between the vertexes of two cones is kept constant. Using this geometric concept of geodesic curves on the cone, I designed a model of forearm movement. In this model, the humeral capitulum and the mid-point of the axis of the humeral trochlea are regarded as the vertexes of two cones. The above-mentioned hypothesis proposed the novel concept that morphology and functions can be generalized under the identical geometric theory with the geodesic curves on the cone.

著者

加藤 雄一郎 遠藤 博史 木塚 朝博

出版者

バイオメカニズム学会

雑誌

バイオメカニズム (ISSN:13487116)

巻号頁・発行日

vol.19, pp.35-46, 2008 (Released:2017-02-15)

参考文献数

46

被引用文献数

2

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刺激─反応 (S-R) 整合性とは, 選択反応課題において刺激と反応の空間的な位置関係が一致するときの方が, 一致しないときよりも反応時間が速くなる現象のことを言う. 本研究では, S-R整合性が情報処理過程における運動プログラムの構築にどのように関与しているのかを明らかにすることを目的に, 筋電図による反応時間分析, 脳磁図による大脳皮質活動の時系列分析を行った. 不整合反応は, 整合反応と比較してPremotor time, Motor timeが遅延し, 反応実行のための一次運動野の神経活動が弱いことが認められた. これらの結果は, S-R整合性が情報処理の時間的側面だけでなく運動プログラムの構築にも影響していることを示唆する. この脳内メカニズムについて, 二重ルート情報処理による自動的賦活と制御的賦活で説明する.

著者

八田 有洋 西平 賀昭 東浦 拓郎 金 勝烈

出版者

バイオメカニズム学会

雑誌

バイオメカニズム (ISSN:13487116)

巻号頁・発行日

vol.20, pp.43-52, 2010 (Released:2017-02-15)

参考文献数

44

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長期的な剣道鍛錬が脳─脊髄運動神経機能に及ぼす影響について, 末梢の脊髄運動神経機能については末梢運動神経伝導速度 (motor nerve conduction velocity : MCV) を用いて, 中枢の随意運動に伴う脳内処理過程については運動関連脳電位 (movement-related cortical potentials : MRCP) を用いて剣道鍛錬者と一般健康成人を対象に研究を行った. 1) 剣道鍛錬者は利き側だけでなく, 非利き側の尺骨神経伝導速度も一般健康成人より有意に速い値を示した. 2) 自発的な非利き側握力課題に先行して頭皮上より記録される運動準備電位 (Bereitschaftspotential : BP) の開始潜時は剣道鍛錬者が一般健康成人よりも有意に短い値を示した. 3) 一次運動野の皮質錐体路ニューロンの活動を反映するmotor potential (MP) 振幅は, 利き側と非利き側の握力課題において剣道鍛錬者が一般健康成人よりも有意に大きい値を示した. したがって, 脳─脊髄運動神経機能に長期的な運動トレーニングによる適応変化が生じる可能性が示唆された.

著者

平松 祐太 遠藤 雅也 林 豊彦 織田 孝 乾 浩明

出版者

バイオメカニズム学会

雑誌

バイオメカニズム (ISSN:13487116)

巻号頁・発行日

vol.23, pp.195-204, 2016 (Released:2017-08-01)

参考文献数

17

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筋委縮性側索硬化症や脳性まひをはじめとする重度肢体不自由者は, 個人に合った支援機器を利用すれば, 生活の質を著しく改善できる. その利用には操作スイッチが用いられているが, 現在の技術レベルでは, 身体の痙攣や振戦などの不随意運動がスイッチを入れてしまうと, 機器への誤入力が起こってしまう. そこでわれわれは, 不随意運動がある重度肢体不自者でも使用できるように, 3軸地磁気センサを用いた操作スイッチGSN/1を開発した. 不随意運動による誤入力を最小にするために, 統計的パターン認識法のひとつであるフィッシャーの線形判別法を応用した. さらに, 健常者を用いた2種類の不随意運動 (痙攣, 振戦) のモデルを開発し, 不随意運動も起きる条件下におけるGSN/1の操作性能の定量評価に用いた. 実験結果より, 正しい入力を許容レベルに維持するために必要とされる 「痙攣および振戦の条件」 について明らにした.

著者

岡田 徳次

出版者

バイオメカニズム学会

雑誌

バイオメカニズム (ISSN:13487116)

巻号頁・発行日

vol.3, pp.133-144, 1975-11-15 (Released:2016-12-05)

被引用文献数

2 4

著者

田中 英一郎 瀬戸口 隼 森 崇 三枝 省三 弓削 類

出版者

バイオメカニズム学会

雑誌

バイオメカニズム (ISSN:13487116)

巻号頁・発行日

vol.21, pp.145-156, 2012 (Released:2017-02-15)

参考文献数

24

被引用文献数

1 1

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全身動作である歩行を補助するモビルスーツ型全身動作補助機を開発した. 本装置は, 上肢補助部と下肢補助部をモジュール化しているため分離ができ上下肢単体でも使用可能である. 同時に, 装着者および装置の両方を個別に免荷可能な走行リフターを開発し, これらを併用することにより転倒防止を図り, 移動しながら歩行障害患者の上下肢を使った歩行動作のリハビリテーションを可能とした. 本論文では, ニューロリハビリテーションでの使用を想定し, 歩行動作を上肢・下肢共に補助する全身動作補助機を製作し, 本装置を使用して歩行したときの脳活動の変化を把握し, 運動学習に対する有用性を検討したので報告する.

著者

秋田 浩

出版者

バイオメカニズム学会

雑誌

バイオメカニズム (ISSN:13487116)

巻号頁・発行日

vol.14, pp.161-171, 1998-11-25 (Released:2016-12-05)

参考文献数

8

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I regarded an oval as a cross section of a torus (defined as closed curve E) cut by a plane II, parallel to the axis of rotation. Closed curve E is expressed as follows: [numerical formula] where a is the distance from the axis of rotation to plane II, and r is the distance from the axis of rotation to the center of the generating circle. I showed four shapes for closed curve E, which are similar to those of "real" eggs, by varying a values under constant r values. Then I demonstrated that shapes constructed by a computer are fairly similar to the "real" egg's shapes. I assumed that the most important function performed by the oval shapes of eggs is that eggs can stay near the original place when they are forced to roll. I showed that the greater the a value is, the shorter the radius of rotation of rolling eggs is.

著者

香原 志勢

出版者

バイオメカニズム学会

雑誌

バイオメカニズム (ISSN:13487116)

巻号頁・発行日

vol.11, pp.1-10, 1992-05-20 (Released:2016-12-05)