著者

広川 俊二 松村 公志

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.153-165, 1992-05-20 (Released:2016-12-05)

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The anterior-posterior displacement of the tibia elicited by the loading of the quadriceps and hamstring muscles was determined as a function of joint angle and muscle load using the data collected from five fresh cadaver knees with a highly accurate computerized radio-graphic technique. A two-dimensional mathematical model, taking into account movements and forces of the patellofemoral and tibiofemoral joints in the sagittal plane, was described and a computer simulation was performed to verify the experimental results. The simulated and experimental results closely coincided. Both the results demonstrated that quadriceps contraction can result in an anterior displacement of the tibia in the range of 0°to 40°of flexion, and in a posterior displacement in the range of 80°to 120°of flexion. However, hamstrings contraction always causes a posterior displacement of the tibia, irrespective of knee flexion angle. Thus it was concluded that quadriceps contraction has a direct impact on ACL stress, as hamstring contraction does on PCL stress. It was further concluded, however, that the absolute magnitudes of both the cruciate ligaments were not so much influenced by the thigh muscles' contraction as they were influenced by knee flexion angle, a conclusion that throws into question the assessment of cruciate ligament stresses by anterior-posterior displacement of the tibia. Some useful parameters that serve as a function of knee flexion angle were also introduced through the simulation: contact force and slipping ratio of the patellofemoral and tibiofemoral joints, variation of the patellar ligament force, and thigh muscle length. There is a linear relationship between quadriceps muscle force and patellofemoral contact force, whereas there is little relationship between quadriceps muscle force and tibiofemoral contact force. A semilinear relationship is observed between knee flexion angle and patello-femoral contact force. The tibiofemoral contact force shows a bell-shaped pattern against knee flexion angle. Variation of the patellofemoral slipping ratio shows a complex form in which the glide and roll of the patella on the femur take place in the opposite direction for 0°to 95°of knee flexion while glide and roll take place in the same direction for more than 95°of flexion. Variation of tibiofemoral slipping ratio shows that the femur mainly glides on the same position of the tibia between 30°and 90°of knee flexion. Linear relationships do exist between knee flexion angle and, respectively, quadriceps length and hamstrings length. Patellar ligament force varies from a similar value to about 60% of the quadriceps force as the knee flexes.

著者

須釜 淳子 西澤 知江 松尾 淳子

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.37, no.3, pp.159-164, 2013 (Released:2016-04-15)

参考文献数

15

被引用文献数

1

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褥瘡は外力が一定時間持続することで組織が不可逆的な阻血性障害に陥り発生する.その予防には外力の減少と持続時間の短縮が必要となり,臨床では体圧分散寝具を使用する.体圧分散寝具は3 つの圧再分配機能,すなわち,沈める,包む,経時的な接触部分の変化によって褥瘡好発部位である骨突出部位にかかる圧力を減少させる.体圧分散寝具は数多く市場に出ているが,本邦の寝たきり高齢者にみられる特異的な褥瘡発生要因「骨突出」を有する者には,2 層式エアセルマットレスが予防に有効である.今後さらなる体圧分散寝具の質向上には,体圧分散寝具の圧再分配機能評価法の標準化,体圧分散寝具使用時の看護技術の開発が必要である.

著者

佐久間 亨 阿江 通良

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.34, no.4, pp.325-332, 2010-11-01

参考文献数

14

被引用文献数

1 9

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本研究の目的は,体幹の傾斜が歩行動作に及ぼす影響をバイオメカニクス的に分析することである.健常成人に異なる体幹の傾斜(固有,体幹前傾10°,体幹後傾10°)で歩行させ,3 次元自動動作分析装置を用いて動作を計測するとともに,フォースプラットフォームを用いて地面反力を計測した.体幹前傾および後傾歩行では,姿勢変化による身体重心位置の変化に対応するための下肢の代償運動が見られた.また,固有歩行に比べると,体幹前傾歩行では立脚期前半で体幹の前傾姿勢を保持しながら支持脚を後方へスイングするため,股関節伸展トルクが大きく,体幹後傾歩行では立脚期後半で体幹の後傾姿勢を保持するため,股関節屈曲トルクが大きくなっていた.

著者

伊藤 祐子 田中 勇次郎

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.33, no.2, pp.129-133, 2009 (Released:2016-04-19)

参考文献数

5

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発達障害児に対する作業療法では,「楽しさ」「面白さ」を治療プログラムに織り込むことにより,対象児の持つ能力を最大限に引き出せるよう工夫することが重要である.平衡機能に関する評価・支援システムの開発では,楽しみながら適応反応を獲得するための電動ホーススウィング装置を開発した.目と手の協調性に対する評価・支援システムでは,従来の紙筆検査では得られなかった客観的データを得ると共に,楽しく課題に取り組めることが確認された.臨床では,作業療法に消極的であった児に対して,NEXTRAX™(ネクストラックス)で操作する障害児療育支援ソフトを使用することで作業療法への動機付けがなされた.これらの紹介を通して,作業療法の視点について解説する.

著者

藤田 欣也

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.195-204, 1996-07-25 (Released:2016-12-05)

参考文献数

20

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The feasibility of a self-organized change of stretch reflex gain caused by the passive change of the ankle joint angle was discussed in the human soleus muscles. The amount of the maximal amplitude of Hoffman (H) reflex, normalized by the maximal direct motor (M) response, was used to evaluate the excitability of the soleus motoneuron. The H reflex amplitudes in 1) normal standing, 2) ten degree dorsiflexion, 3) ten degree plantarflexion, were measured in standing posture, and also in sitting posture with the same ankle joint angles, in ten neurologically intact subjects. The normalized H-reflex amplitude was decreased from 38 percent to 32 percent by dorsiflexion and increased to 44 percent in sitting posture. The amplitude in standing posture was also decreased 41 percent to 39 percent by dorsiflexion and increased 42 percent by plantarflexion. It was suggested that the motoneuron pool is inhibited by passive dorsiflexion and facilitated by passive plantarflexion. In 24 of the 30 inhibition by dorsiflexion was indicated in sitting posture; however, only 17 indicated the inhibition in standing posture. In 25 of the 30 facilitation by plantarflexion in sitting posture was indicated; however, only 16 indicated facilitation in standing posture. The tendency of the inhibition and facilitation was obvious in the sitting posture but not clear in the standing posture. Therefore, the change of the reflex loop gain appears to have no relation to the higher center control system such as that for postural control, and seems to be a local self-organized adaptation. Two hypotheses were proposed: 1) in feedback gain compensation, the change is for compensation of the muscle spindle sensitivity change, 2) in stiffness compensation, the change is for compensation of the nonlinearity of the joint stiffness. Measurement of the response to the mechanical perturbation is required to obtain answers for these hypotheses.

著者

安藤 英由樹

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.2, pp.75-80, 2015 (Released:2016-04-15)

参考文献数

23

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インタフェース研究にとって,錯覚を利用することは効率的な提示手法確立や,物理的には実現不可能な事象までも提 示を可能にするなどの効果が期待できる.本稿ではよく知られている手に関する錯覚現象と,それを用いて我々が提案するイ ンタフェースの例を挙げ,概要について解説する.

著者

岡部 多加志 小林 俊恵

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.30, no.2, pp.71-76, 2006 (Released:2008-01-18)

参考文献数

11

被引用文献数

1 1

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当院におけるアルツハイマー型認知症例に対する音楽療法について紹介した.軽度の認知症を伴ったアルツハイマー型認知症の患者10名(平均年令73.1歳)を対象として,小グループによる活動的音楽療法を1回60分,週2回のペースで6ヶ月間施行した.音楽療法終了後,異なった複数の評価方法を用いて効果の判定をした.音楽療法士による評価および高次大脳機能検査では,それぞれ半数以上の症例に改善効果を認め,お互いの判定結果には有意の相関性がみられた.ヘッドホーンを介しての音楽刺激によるデジタル脳波記録では,症例個々の好みの音楽に対するα反応性が良く,同時に好きな音楽を聴くことによりαリズムの速波化が認められた.

著者

加藤 一郎

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.1, pp.1-3, 1972-03-25 (Released:2016-12-05)

被引用文献数

2

著者

橋本 渉 中泉 文孝 井上 裕美子 大須賀 美恵子

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.33, no.2, pp.117-122, 2009 (Released:2016-04-19)

参考文献数

17

被引用文献数

3

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高齢者にとって,身体機能の維持と認知症の進行防止は,要支援・要介護状態にならないよう予防する観点から,重要な課題である.遊びながら楽しく体を動かし,脳に刺激を与える取り組みは,遊びリテーションと呼ばれており,著者らはこのコンセプトに VR技術を導入した取り組みを模索してきた.本稿では, VR技術と高齢者の遊びリテーションについて整理し,著者らの事例を通して,その効果や問題点を明らかにする.

著者

山口 仁一 玄 相昊 西野 大助 井上 貞敏 曽我 英司 高西 淳夫

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.14, pp.261-271, 1998-11-25 (Released:2016-12-05)

参考文献数

18

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Many groups are researching a biped walking robot, although they have different objectives in mind such as applications of modern control theory, the study of mechanisms, or practical use to medical fields. The authors and others are engaged in studies of biped walking robots, with "human form" as a key word, from two points of view: one is human engineering, and the other is toward the development of anthropomorphic robots. The authors and others have obtained the following results to date. In 1984, the authors and others succeeded in achieving a dynamic biped walking of 1.3 [s/step] by the use of a hydraulic biped walking robot, WL-10 RD (Waseda Leg-No.10 Refined Dynamic). From 1986 to 1994, the authors developed hydraulic biped walking robots of the WL-12 series that compensated for lower limbs moment using an upper body and realized not only fast dynamic biped walking (0.54 [s/step] with a step length 0.3 [m]) but also walking on an unknown surface. In 1995, the authors developed an electrical powered biped walking robot WL-13, in which each leg joint is driven antagonistically via a rotary-type, nonlinear spring mechanism, and realized quasi-dynamic walking (7.68 [s/step] with a 0.1 [m] step length). In the current research concerning a biped walking robot, however, there is no developed example of a life-size biped walking robot which can perform manipulation and locomotion by dynamically coordinating arms and legs. Therefore, the authors proposed the construction of a biped humanoid robot that has a hand-arm system, a head system with visual sensors, and antagonistic driven joints using a rotary-type non-linear spring mechanism, on the basis of WL-13. We designed and built it. In addition, as the first step to realize the dynamically coordinated motion of limbs and trunk, the authors developed a control algorithm and a simulation program that generates the trunk trajectory for a stable biped walking pattern even if the trajectories of upper and lower limbs are arbitrarily set for locomotion and manipulation respectively. Using this preset walking pattern with variable muscle tension references corresponding to swing phase and stance phase, the authors performed walking experiments of dynamic walking forward and backward, dynamic dance and carrying, on a flat level surface (1.28 [s/step] with a 0.15 [m] step length). As a result, the efficiency of our walking control algorithm and robot system was proven. In this paper, the mechanism of WABIAN and its control method are introduced.

著者

金 承革

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.34, no.2, pp.149-156, 2010 (Released:2016-04-15)

参考文献数

30

被引用文献数

1

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正常足と外反母趾足の形状特性を抽出することを目的として,70歳以上の高齢者937名の足部表面形状を測定した.そのうち489名分のデータ分析の結果を報告する.機器は3次元足部形状測定装置INFOOT(アイウェアラボラトリー)を使用した.得られた足部表面形状の点群データから足相同モデルを構築し,相同モデル間の違いを表す形態間距離を算出して,多次元尺度構成法で形状特性を分析した.高齢者の外反母趾足の形状特性に関して,母趾外反と踵外反,アーチ扁平の型だけではなく,正常足並みのアーチ高さを持つ母趾外反型も存在した.外反母趾足の形状型に性別特有の型は無いが,女性には扁平が強くなる足が多かった.外反母趾足には2通りの形状タイプが存在し,それぞれ異なる変形メカニズムが存在する可能性が示唆される.

著者

赤松 幹之

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.7, pp.59-68, 1984-04-25 (Released:2016-12-05)

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Pain sensations on the skin are generated by mechanical nociceptive stimuli. However, the question of what constitutes a mechanical nociceptive stimulus is still unclear. Therefore, in this study, mechanical factors which cause cutaneous mechanical nociception were investigated by computer simulation of an elastic model of the skin. In order to compare them with the results of the simulation, psycho-physical experiments on awake human subjects were performed. Indentation threshold which is indentation amplitude of the stimulus needle from the skin surface to the depth where the pin prick is first felt, were measured as a parameter of stimulus for various pins and cylindrical needles. The apparatus which measured indentation thresholds was composed of a touch sensor which detects the initial touch of the needle to the skin, a noncontacting type displacement measurement device which measures the amplitude of displacement of the needle, and the button by which the subject indicates the threshold of pain sensation. The results showed that sharp pins had shallower indentation thresholds and cylinders with small radii had shallower thresholds. The elastic model of the skin was based on the three-dimensional elastic theory that assumes that the skin is a homogeneous, isotropic, and semiinfinite elastic medium. The nociceptors, the receptors of pain sensation, were supposed to be distributed pseudo randomly at a certain depth in the skin. Each nociceptor was assumed to respond to a mechanical factor such as vertical strain, horizontal stress, and so on. The indentation threshold was defined as the smallest indentation amplitude of the needle on which the mechanical factor at one of nociceptors reached the predetermined threshold. The value of the threshold was determined to give a fit between the result of simulation and experimental observation for one of the needles. Setting the threshold at this value, indentation thresholds of other needles were examined by computer simulation, and a comparison with the experimental results was made. In all, twenty kinds of mechanical factors, stresses, strains, principal stresses and strains, and differentials of strains were included in the hypothesis for adequate stimulus to the nociceptor. Computer simulation showed that the vertical differential of vertical compressive strain and the vertical differential of averaged horizontal tensile strain explained the experiment most effectively. From this result these two differentials of strain are considered to be the candidates for the mechanical factor of nociception.

著者

山下 良蔵

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.8, no.1, pp.38-42, 1984-02-01 (Released:2016-10-31)

著者

八村 広三郎

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.22, pp.1-12, 2014 (Released:2017-02-15)

参考文献数

16

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本稿では, 舞踊や祭などの無形文化遺産のデジタル・アーカイブに関する話題について述べる. 無形文化財は人間の身体動作が大きな要素になる. 身体動作の計測には, おもに人体の関節部分の動きや関節角度を計測するモーションキャプチャシステムが利用される. 舞踊の身体動作の計測には, 光学式モーションキャプチャシステムが広く利用されている. 一方で, 舞踊で特に重要な, 衣装などをつけた踊り手の表情などを含む 「見え」 を, 3次元情報として記録するシステムも開発されている. ここでは, これらのシステムについて紹介した後, これらを, 舞踊を中心とする無形文化財のアーカイブに利用することの意義および課題などについてふれる. さらに, モーションキャプチャにより計測した身体動作データを対象にして行うデータ解析やデータ検索の手法について述べる. 最後に, 世界遺産にも登録された大規模な祭りである, 京都祇園祭の山鉾巡行という文化遺産を対象にしたデジタル・アーカイブの試みについても紹介する.

著者

青木 慶 河内 まき子 持丸 正明

出版者

バイオメカニズム学会

雑誌

バイオメカニズム学術講演会予稿集

巻号頁・発行日

vol.28, pp.113-116, 2007-11-10

被引用文献数

1

著者

内藤 栄一

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.31, no.4, pp.178-186, 2007 (Released:2009-03-02)

参考文献数

34

被引用文献数

1 1

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ヒトが自己の身体運動を認識できることはその制御において決定的に重要である.自己の四肢運動知覚には筋紡錘からの求心性感覚情報が寄与するが,この処理は主に一次運動野を中心とする運動領野のネットワークで行われる.一次運動野の役割は単なる感覚情報処理にとどまらず,四肢運動知覚機能をも担い,運動野の損傷は運動知覚機能の低下を招く.運動知覚においても階層的構造があり,単純な手の運動知覚には運動領野が,片手―物体運動知覚にはさらに下頭頂葉の活動が,両手―物体運動知覚の場合にはこれらに加えてさらに上頭頂葉の活動が必要になる.これらの領野の活動は,それぞれに対応する運動を実際に制御する場面においても必要であり,運動制御における運動と知覚の一体化の重要性を表す.すなわち,特有の身体運動制御にはそれぞれ特有の脳領域が関与する.この脳領域はその運動の知覚にも関与し,かつその知覚経験には運動制御時に類似した内在的神経プロセスが必須のようだ.ある運動に付随して期待される感覚を前もって予測するフォワードプロセスは,その運動の効率的制御を可能にする.このような合目的脳領域内での内在的神経機序がフォワードプロセスの神経実態なのかもしれない.

著者

勝平 純司

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.211-216, 2015 (Released:2016-04-15)

参考文献数

5

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筆者らは腹筋の活動を賦活しつつ腰背部の負担を軽減する新しい体幹装具Trunk Solution(以下TS)を開発し,2014 年度のGood Design 賞を受賞した.TS は抗力を具備した継手を有し,継手の力を胸部前面に与えることで効果を発揮する.健常者を対象とした計測において,TS の装着が腹筋群の筋活動を増加させる一方,背筋群の活動を低下させることや高齢者や脳卒中片麻痺者においてTS を使用することで歩行パフォーマンスが向上することが明らかになっている.今後はリハビリテーション場面における姿勢改善と歩行パフォーマンスの向上を目的としてTS を実用化する予定である.

著者

菊地 孝之

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 (ISSN:02850885)

巻号頁・発行日

vol.13, no.2, pp.95-99, 1989-05-01 (Released:2016-10-31)

著者

阿江 通良

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.20, no.2, pp.57-62, 1996-05-01 (Released:2016-10-31)

参考文献数

10

被引用文献数

5 3

著者

田村 博

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.28, no.3, pp.112-116, 2004 (Released:2006-10-06)

参考文献数

12

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キーボードは書字下手な人々の悩みを解消した.そしてケータイは,移動中でも,ベットの中でも時や場所を選ばずに使える入力法を約束している.機械に合わせて人を訓練するのでなく,人に合わせた入力法の開発が格段の普及を促進するものと期待される.書字動作,キー入力,ケータイ入力に共通する人の特性についてのべ,最近の実験結果を含めて解説する.