著者

大西 明宏 江原 義弘

出版者

バイオメカニズム学会

雑誌

バイオメカニズム学会誌 = Journal of the Society of Biomechanisms (ISSN:02850885)

巻号頁・発行日

vol.29, no.3, pp.152-159, 2005-08-01

参考文献数

19

被引用文献数

6 2

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3段の実験用階段を製作し,若年健常男女20名を対象として室内にて歩行計測をおこなった.モーションキャプチャ装置にて踵に貼付したマーカーの軌跡を計測した.その結果,踵軌跡は緩やかな曲線を描く場合と,直線を描く場合とがあり,後者の場合にはヒールクリアランスが短くなることがわかった.本研究ではその特徴をもとにして,安全及び危険な階段寸法を算出する数式モデルを開発した.本モデルでは適切なパラメータを与えることでヒールクリアランスとよく対応する値を計算により求めることができた.この値が負であれば危険,正であれば安全と判定することで安全な階段寸法を導き出した.長寿社会対応住宅設計指針に則った階段寸法は数式モデルにより算出された安全な階段寸法を満たしており,妥当であることが明らかとなった.

著者

長谷 公隆

出版者

バイオメカニズム学会

雑誌

バイオメカニズム学会誌 (ISSN:02850885)

巻号頁・発行日

vol.42, no.4, pp.199-204, 2018 (Released:2019-11-01)

参考文献数

20

被引用文献数

1

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中枢神経疾患における上位運動ニューロン症候群の陽性徴候(positive symptoms)である痙縮は,腱反射亢進を伴う緊張性伸張反射(tonic stretch reflex)の速度依存性亢進と定義され,運動麻痺症状の増悪や異常肢位,痛みを招いて日常生活に悪影響を及ぼす.伸張反射の受容器である筋紡錘の感受性は錘内筋線維を支配するγ運動ニューロンによって制御される.痙縮筋には自発性運動単位発火がみられ,その頻度は中枢神経損傷後の回復とともに増大する.このα運動ニューロンの興奮性増大を説明する機序として,γ錐内運動システムや脊髄運動ニューロンの内在的特性,シナプス前抑制機構や相反抑制の減弱を含めた脊髄介在ニューロンの変化が考えられている.しかしながら,痙縮に伴う足クローヌスや痙縮の構造特性を含めて,明確な機序は明らかになっておらず,その病態生理の解明が望まれる.

著者

合原 一究

出版者

バイオメカニズム学会

雑誌

バイオメカニズム学会誌 (ISSN:02850885)

巻号頁・発行日

vol.43, no.3, pp.167-172, 2019

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多くの動物にとって,音は周辺環境を把握するための重要な手がかりである.本稿では,音を活用する夜行性動物であ るカエルに注目する.カエルは多くの種でオスが鳴き声を発し,メスはオスの鳴き声を聞きつけて近寄ってくる.著者らは, ニホンアマガエルのオス同士の音声コミュニケーションを対象に,室内実験と野外調査を実施した.その結果,室内と野外の 両方で,近くのオス同士が交互に鳴く傾向を見出した.このような鳴き方には,タイミングをずらして自分の鳴き声が他個体 の鳴き声でマスクされないようにして,自分の存在をメスに効率よくアピールする機能があるものと予想している.次に,パ ナマ共和国でトゥンガラガエルとケヨソイカの関係を調べた.トゥンガラガエルのオスはメスを呼ぶために鳴くのだが,その 鳴き声は捕食者や寄生者に盗み聞きされてしまう.ケヨソイカもトゥンガラガエルのオスの鳴き声を聞いており,鳴き声を手 がかりに近づいてカエルの血を吸う.著者らはトゥンガラガエルの鳴き声と,その鳴き声に寄ってくるケヨソイカの行動を野 外環境で計測した.その結果,たくさん鳴いているオス,一声あたりに複雑な音声成分を多く含むオスのほうが,ケヨソイカ に狙われやすいことがわかった.トゥンガエルのオスにとって鳴くことは「メスへのアピール」と「捕食者・寄生者に狙われ るリスク」 という2つの側面があり, それらのトレードオフによって適切な鳴き方が決まっているのではないかと予想している.

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

遠藤 謙

出版者

バイオメカニズム学会

雑誌

バイオメカニズム学会誌 (ISSN:02850885)

巻号頁・発行日

vol.43, no.2, pp.107-110, 2019 (Released:2020-05-01)

参考文献数

17

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下肢切断や生まれつき下肢欠損の状態で生まれた患者にとって,最も健常な2足歩行に近い運動が可能となる機器は義 足である.本稿では,義足は最も基本的な運動である歩行運動を中心に設計されることが多いため,歩行運動中の足部と膝関 節のトルクと仕事率から足部や膝継手がどのような機能を要するかを解説する.また,最近ではコンピュータ制御でダンパー をコントロールできるものや,モータ・バッテリ・センサ等を用いた能動的な動きが可能な義足技術も数多く研究開発されて おり,これらの動向や可能性を紹介する.さらに,ロボット技術を用いた義足の開発を加速させるためにサイバスロンなどの 競技会やプロジェクトが進められており,今後義足技術がどのように我々の社会に影響を与えていくかを考察する.

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

加茂野 有徳

出版者

バイオメカニズム学会

雑誌

バイオメカニズム学会誌 (ISSN:02850885)

巻号頁・発行日

vol.44, no.3, pp.141-146, 2020 (Released:2021-09-09)

参考文献数

26

被引用文献数

2

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歩行補助に用いられる杖について,一般的に使用される一本杖(T 字杖)に絞って,その目的および作用から,杖を用いた歩行(以下,杖歩行)の効果を概説し,筆者らの行った杖歩行の力学的解析のための計測杖の作製と,それを用いた解析事例を紹介した.杖は,立位および歩行時のバランス保持と,免荷すなわち下肢荷重の軽減を目的に使用され,生体力学的安定をもたらし歩行運動を補助する.計測杖を用いた脳卒中片麻痺者の杖歩行時の左右脚の逆動力学解析により,下肢関節モーメント波形に麻痺側と非麻痺側の間で大きな非対称性があることと,リハビリテーション後に杖への依存が減少し麻痺側関節モーメント生成能力が増大することを示した.

著者

野呂 影勇

出版者

バイオメカニズム学会

雑誌

バイオメカニズム学会誌 (ISSN:02850885)

巻号頁・発行日

vol.31, no.1, pp.3-7, 2007 (Released:2008-06-27)

参考文献数

15

被引用文献数

4

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従来,椅子の研究が脊椎重視で,その結果椅子の開発が背当て重視となっていた. 本稿では、座面重視の椅子開発を提案する.背景として,日本の古来の座法があることが述べられる.まず,腰椎前彎の平坦化の病理学的な問題についてのKeeganの理論とその理論に反する研究やエビデンスについて述べる.次いで 座面を中心とした椅子設計指針を述べる.すなわち骨盤傾斜角度,体圧分布の最適化,大臀筋とほぼ一致するコンフォートゾーンと座面との関係の調整,そして最後に臀部形状の測定・評価について述べる.最後は,臀部形状の測定・評価である.これは,あとがきにも触れる椅子の工法と密接な関係がある.具体例として高機能座面を提案する.

著者

山本 興太朗

出版者

バイオメカニズム学会

雑誌

バイオメカニズム学会誌 = Journal of the Society of Biomechanisms (ISSN:02850885)

巻号頁・発行日

vol.35, no.4, pp.237-244, 2011-11-01

参考文献数

34

被引用文献数

1

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植物の地上部器官は光の方向に屈曲する屈光性を示す.屈光性の機構としては古くから青色光受容体と植物ホルモンであるオーキシンの重要性が指摘されてきたが,その具体的な分子機構は不明であった.最近,モデル植物シロイヌナズナを利用した分子遺伝学的研究によって,光受容体はフラビンモノヌクレオチドを発色団とするフォトトロピンで,オーキシン極性輸送に関わり深いキナーゼ活性を持っていることと,オーキシン作用にはオーキシン極性輸送を担う排出担体PIN タンパク質の細胞内局在調節が重要であることが明らかになり,フォトトロピンによるオーキシン極性輸送調節機構が明らかになりつつある.

著者

三輪 洋靖 笹原 信一朗

出版者

バイオメカニズム学会

雑誌

バイオメカニズム学会誌 (ISSN:02850885)

巻号頁・発行日

vol.35, no.1, pp.21-27, 2011 (Released:2016-04-15)

参考文献数

23

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近年,メンタルヘルスの低下,特にうつ病患者の増加が社会問題となっている.そこで,本稿では,うつ病の代表的な症状の一つである睡眠障害に着目し,健常者およびうつ病患者の睡眠状態の比較を目的とした.そして,加速度計を用いて睡眠中の寝返りを検出し,寝返りの頻度より睡眠深度を2 段階に分類した.さらに,睡眠状態を比較する指標として,睡眠の質得点(SQS),短時間睡眠の質得点(S-SQS),標準SQS 変動率の3 つの指標を提案した.最後に,健常者およびうつ病患者に対して,提案指標の長期連続計測実験を行った結果,両者間に有意な差が確認され,継続的なうつ状態が,睡眠深度を浅くし,睡眠の質得点や標準SQS 変動率の低下をもたらしたことが示唆された.

著者

浜田 篤至 板花 俊希

出版者

バイオメカニズム学会

雑誌

バイオメカニズム学会誌 (ISSN:02850885)

巻号頁・発行日

vol.44, no.1, pp.28-31, 2020

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東京パラリンピック開幕を控え世界へ戦いを挑む選手はもちろんのこと,その選手の文字通り手足となる義手・義足・ 装具をサポートする義肢装具士やパーツメーカーも同じ思いでスタートラインに立っている.パラ陸上競技の成績は1964年 の東京大会から年々向上しており,特に膝下での切断者が義足を使用して参加するクラス(T61-64)では短距離種目や跳躍種 目において健常者の競技記録に迫る勢いである.走行用義足部品における代表例の「板ばね」について,その形状がもたらす 走行動作への影響を考察する.

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

林 良一

出版者

バイオメカニズム学会

雑誌

バイオメカニズム学会誌 (ISSN:02850885)

巻号頁・発行日

vol.13, no.4, pp.184-190, 1989-11-01 (Released:2016-10-31)

被引用文献数

4 3

著者

大渕 修一

出版者

バイオメカニズム学会

雑誌

バイオメカニズム学会誌 = Journal of the Society of Biomechanisms (ISSN:02850885)

巻号頁・発行日

vol.27, no.1, pp.2-5, 2003-02-01

参考文献数

23

被引用文献数

4 4

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高齢者の転倒は, 寝たきりを引き起こす主要な原因の一つに上げられ, 要介護率の低下のため, その防止に期待が高まっている. ところが転倒は, 多くの因子が関わり合った現象であるために, そのメカニズムの解明と予防法の確立は困難な状況にある. こうした中で筆者は, 転倒の起因として最も多い, つまずき&middot;すべりに注目し, これらをシミュレートする機器を開発し, つまずき&middot;すべりに起因する転倒の予防法を検討している. また, 大まかに高齢者といっても地域在住高齢者と施設入居の高齢者では身体機能, 環境要因に大きな違いがあることが考えられ, より対象を明確にした特異的な転倒のメカニズムの解明と, 介入方法の開発の必要性を指摘した.

著者

沖川 悦三

出版者

バイオメカニズム学会

雑誌

バイオメカニズム学会誌 (ISSN:02850885)

巻号頁・発行日

vol.38, no.2, pp.93-98, 2014

被引用文献数

1

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チェアスキーとは車椅子ユーザーなど立位でスキーをすることができない人たちのための座位で行うアルペンスキー用具である.日本におけるチェアスキーの開発は1976 年から始った.1980 年に実用機が完成し,その後のチェアスキー用具は,チェアスキーヤーのスキー技術の向上を追うように進化していった.長野パラリンピック開催を契機に,リハエンジニアや車椅子メーカー,バイクメーカーなどが協力し,チェアスキー開発プロジェクトを結成して開発を進めた.最新チェアスキーは日本選手のみならず,多くの外国選手も使用している.本稿ではその開発過程にそってスポーツ用具としてのチェアスキーを解説する.

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

笹川 俊

出版者

バイオメカニズム学会

雑誌

バイオメカニズム学会誌 (ISSN:02850885)

巻号頁・発行日

vol.39, no.4, pp.179-183, 2015 (Released:2016-04-15)

参考文献数

15

被引用文献数

1

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静止立位時の身体は,絶え間なく,小さく揺れ動いている.これは,受動的には不安定な立位バランスを,我々の脳神 経系が能動的に制御している事を意味する.立位バランスの神経制御機構に関しては,古くから数多くの研究がなされているが,その多くは静止立位時の身体を,足関節を唯一の回転中心とする倒立単振子としてモデル化したものである.本稿では,静止立位姿勢の多関節モデルについて,その妥当性や制御上の特色について解説した上で,同モデルを用いた最新の研究を紹介する.

著者

伊藤 万利子 三嶋 博之

出版者

バイオメカニズム学会

雑誌

バイオメカニズム学会誌 = Journal of the Society of Biomechanisms Japan (ISSN:02850885)

巻号頁・発行日

vol.44, no.4, pp.223-228, 2020

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.