抄録/ポイント：
抄録/ポイント
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虚弱(不全麻痺)のようないくつかの神経筋障害は,個人が脳卒中後に生じ,これらの障害は,主に他より身体の片側に影響する。予測筋骨格モデリングは,特定の障害が脳卒中後の歩行能力にどのように影響するかを調べる機会を提供する。したがって,著者らの目的は,筋力が片側に低下するときに出現する時空間的非対称性および代謝コストの変化を定量化するための予測シミュレーションを使用することであった。また,強制時空間対称性が代謝コストにどのように影響するかを決定した。すべての左肢筋におけるピーク等尺性筋力を一様に減少させることにより,2D筋骨格モデルを修正した。次に,全ての筋肉を横断した立方体筋興奮の合計を最小化することにより,一連の速度にわたって歩行の最適制御シミュレーションを行った。最後に,時空的非対称性の低減が代謝コストの増加をもたらすかどうかを試験するために追加最適化を行った。著者らの結果は,努力-最適時空間非対称性の規模と方向が,歩行速度と弱点のレベルの両方に依存することを示した。また,輸送の最適代謝費用は,対称および20%の弱点モデルに対して1.25m/sであったが,40%および60%の弱点モデルに対しては,より遅く(1.00m/s),片麻痺は脳卒中後の人々に見られるより遅い歩行速度の一部を説明できた。コスト関数に時空的非対称性を加えることは,代謝コストにおける小さな増加(約4%)をもたらした。全体として,著者らの結果は,時空間非対称性が,非対称神経筋障害を有する脳卒中後の人々にとって最適であるかもしれないことを示す。さらに,時空間非対称性に及ぼす弱さの速度とレベルの影響は,臨床で観察される時空間非対称性のよく知られた不均一分布を説明するかもしれない。将来の研究は,最適歩行戦略に対する他の障害の影響を試験することにより我々の結果を拡張することができ,従って脳卒中後の人々における歩行パターンのより包括的な理解を構築することができた。Author SummaryA脳卒中は脳への損傷を引き起こす。これは,脳卒中後の人々が歩行し,他のタスクを遂行する傾向がある,神経および筋肉(神経筋)系へのいくつかの変化をもたらす。脳卒中後の個人は非対称運動で歩行する傾向があり,他の年齢がマッチした個人よりも歩行中により多くのエネルギーを消費する。神経筋系への各特異的変化が,人々の時間において1つの個体変化を試験するのが難しいので,歩行パターンの変化とどのようにリンクしているかはまだ理解されていない。代わりに,脳卒中後の人々に発生する筋肉系への個々の変化を表す筋骨格系の数学モデルを用いることができる。本研究では,脳卒中後の人々の共通変化(筋力低下)がどのように歩行パターンに影響するかをモデル化した。弱さと歩行速度のレベルは著者らのモデルの非対称歩行パターンに影響するが,総エネルギーコストを変えないことを見出した。全体として,本研究は,脳卒中後の神経筋の変化が歩行パターンにどのように影響するかをより良く理解するための1段階である。この知識は,脳卒中後の人々の歩行を改善する可能性が最も高いリハビリテーション戦略の同定に適用できる。【JST・京大機械翻訳】
