歩行動作における主働筋と拮抗筋のモーメント推定の試み

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It has been difficult to calculate joint moment of agonists and antagonists separatelybecause of the necessity of muscle forces. Recently, electromyography-assisted optimization (EAO) was reported to predict appropriate muscle forces. This paper calculated joint moment of antagonistic muscles across three joints of the lower leg during gait, using muscle forces predicted by EAO. Five male subjects walked freely five times. The model we used had three joints and eleven muscles of the lower leg in the sagittal plane. Electrodes were placed on eight muscles. Results showed that about 2～4.8Nm joint moment of antagonists were observed from mid stance to swing phase in the case of the hip. In the case of the ankle, joint moment of antagonists was low (less than 2.5Nm) through gait cycle. In the case of the knee, large joint moment of antagonists was observed from initial contact to loading response ( max 9.2Nm), and terminal stance (max 8.3Nm).主働筋と拮抗筋のモーメントを別々に算出するためには当該筋の張力の値が必要であるため算出が困難であった。近年、筋電図を用いた最適化手法（EAO）により精度よく筋張力の推定が可能となった。本研究ではEAOにより推定した筋張力を用いて、歩行時の下肢3関節における拮抗筋モーメントの算出を試みた。被験者は健常男性5名とし、歩行動作を5試行実施した。モデルは下肢3関節、矢状面の11筋とした。EAOに用いる筋電図はモデル筋のうちの8筋に貼付した。その結果、股関節では立脚後期から遊脚期に2～4.8Nmの拮抗筋モーメントがみられ、足関節では1歩行周期を通して拮抗筋モーメントは小さかった（2.5Nm以下）。膝関節の拮抗筋モーメントでは立脚初期（9.2Nm）と立脚後期（8.3Nm）にて顕著であった。立脚初期の拮抗筋モーメントは衝撃に対して、立脚後期では下肢の振り出しに対する制動の役割として膝関節の剛性を高めていると考えられた。

歩行動作における主働筋と拮抗筋のモーメント推定の試み

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