臨床家にも十分使えて活かせる、筋骨格モデルOpenSim

 

 

​臨床で悩んだり自信が持ててない人ほどご相談ください！
​ノートパソコン１台だけで歩行解析が完結できます！

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OpenSimでは、一回全体の操作方法を覚えてしまえば、例えば92筋の歩行モデルを使ったとして、ある一部の筋肉の働き（筋収縮力）を落とした場合に他の筋群がどのように補うのか？　などがわかります。

 

ちょっと操作にはコツがいりますが、その部分はレクチャーにて、ていねいにお伝えしていきます。

 

また、下肢の関節反力の計算ができます。また、これは別途（特殊ファイル）が必要ですが。離れた関節に対しての筋肉の働きの影響が一意にわかります。

 

また、現在、準備中ではありますが（筋張力解析までは問題なくできます）ランニング（秒速４ｍ）のモデルを使いますとランニングでの筋群のふるまいもわかります。

これはスポーツ領域で役立てることがこでます。

ランニングでは、床反力が莫大になるためシミュレーションにはちょっとコツがいります。

 

一部、特殊なモデル以外は、SimTK、OpenSimからパッケージをインストールすると健常歩行モデルが添付されておりますので問題ありません。

 

このように、臨床での歩行の評価・治療方法立案（どこの筋肉を強化すればよいのか？）などのお悩みに対してのソリューションになると考えています。

 

また、OpenSimの最大の良い点は、データが時系列で連続したカーブで動的にデータを確認することができる点です。（これが書籍で読むのに対して大きなアドバンテージになります）

 

特に若手の方で、臨床での歩行分析でお悩みの方には絶好のソリューションになると考えております。また、これまで他のセミナーに参加したけれど、いまひとつ自分の納得がいかない、自分の自信につながっていない、なんていう方にも合ってると思います。

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ご興味がある方はまずは下記のフォームから会員登録をよろしくお願いいたします（個人情報に関しては厳重に秘匿いたします）

https://forms.gle/amPbA5wHD4i7xQSe6

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わたしの想いについて

理学療法士になって1～2年目の頃だったですが、当時は脳損傷患者・整形外科手術後患者、内科系（廃用性症候群）の患者さんをまんべんなく担当していました。

OTの方もいたので上肢は触れなかったですが、そんななかで特に歩行にまつわる悩みが多かったです。
跛行もそうですし、装具の作製のときの意見もそうですし、いわゆる片麻痺症例の歩行の分からないことが多かったです。

次の日の悩み中の患者さんに、明日なにを行おうかと夜中まで調べてたりもしていました。そんなもんもんとした中で、江原義弘先生、山本澄子先生の書かれた書籍を手に取るようになりました。
また、3次元動作解析装置バイコンを使った動作分析セミナーにも通ったりもしてました。

ほんとのところは、理学療法士の免許とって定年までのんびりと仕事したいなあと思っていたのですが、いざ患者さんの担当をどんどん持つと、分からないことだらけになって行ったのでした…

急性期～回復期リハと整形外科病棟のリーダーになったころですが、肩も診たいし腰も診たいし頚も診たいし、徒手療法もやりたいし、バイメカも突き詰めたいし、、とだんだんと欲が出るようになってきていました。

整形外科クリニックに勤めだしてからは、2年くらいしてから比較的自由でしたので、自分の突き詰めたいことへの3年計画くらいを考えるようになりました。そこで、学士は持っていたので、夜間の科目等履修生で機械工学科の基礎科目から自分のテーマの専門科目をずらっと、科学思想という一般教養科目も履修しました。これは2年かけたのですが、いよいよ準備が整ったので、自分のやりたい「歩行での下肢の筋のふるまいや作用機序」についてのテーマで研究計画書を書いて、夜間受講で受け入れてくれる研究室を探すことになりました。

運よく受け入れ先が決まり、骨格と筋のモデル作りにとなりましたが、これが難しくて難しくて、特に非線形のパラメータをどう導入するのか？とかチンプンカンプンでした。あと先行にする文献探しもかなり苦労しました…

9月になったときに指導教授の水原和行先生が進捗状況を見かねたのか、どうなのか、池田くん、OpenSimというソフトがあるからそれを使えば君のやりたいことができるんじゃない？」と紹介してくれました。

少しいじってみたところ、これこそ自分の求めていたものだと感動しました。
しかしですが、マニュアルは全部英語でしたし、操作手順も難解でこれまた使い方のマスターにも時間がかかってしまいました。

実際の健常歩行データと患者データを読み込むのですが、これがめちゃくちゃ一苦労で骨が折れました。
なんとか読み込みができて、今度はシミュレーションをRUNさせるのですが、真夏にやっていたためノートパソコンのファンは回りっぱなしですし、夜寝る前にRUNさせておいて、次の朝起きてみたらPCがダウンしていることなどしょっちゅうでした...　何回トライしたのか分からないくらい試行しました

あきらめかけてましたが、元住くんがドンマイですよと、たんびに励ましてくれまして…

いよいよは、PCの底面のCPUがあり発熱するところに氷嚢を当てて冷却しながらたしか５時間くらいかかって、シミュレーションに成功しました。
この時はホントにすごくうれしかったですね～

当時のバージョンは、OpenSim 2.2.1で、SO（筋張力解析）だけでもノートパソコンでは大変でした…

2015年くらいでしたか、そのころのバージョンでは、計算時間がめちゃくちゃ短縮してできるようになっていました。

でもめちゃくちゃ苦労したので、しばらく触ってない期間もあったのですが、とあるときに、下肢の筋の連動性みたいなのを見たくなり、またいじるようになりました。
2020年頃です。このときは新しい馬力のあるPCを購入しました。

このときは、自分の課題を決めて行いました。

以下が立てた目標です

ふと思いついたので書き並べてみました。ちょっと長文です。

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評価・運動療法のメニュー立案のためのコンピュータシミュレーション による解析結果を利用した理学療法方法立案のために第一歩…
これは，わたしの個人プロジェクトになります。

大きく３つの柱があります。目標として2021年中を目安に進めていく。

①下肢筋群の中の特定の部位の筋力低下をコンピュータ上で起こさせシミュレーションし，歩行した時の他の筋群の振る舞いを調査する。

②腰，股関節，膝関節，足関節での歩行時の関節負荷の様子をシミュレーション解析して，これに貢献する筋群を調べる。また，特定の筋が筋力低下を起こした時に関節負荷の様子を調査する。また同時に他の筋群の振る舞いを調査する。

③IA解析を導入し，歩行時の下肢の主要関節の関節運動について，その力源となっている主要筋群の割り出しを行う。隣接関節のみでなく少し離れた関節での関節運動に貢献する筋群を探す。

これらの解析結果，さまざまな振る舞いの同定が進められれば，身体の弱化や手術などの侵襲の影響による筋力低下などの影響による歩行能力低下に対して，適切な運動療法メニューの候補を根拠をもとにあげられることが見込まれる。もちろんこれまで通り，PTの目視における歩行分析は重要な評価，治療立案として変わることはないが，それらに情報を加味できる。

全ての成果は，患者さんに役立つことへとつなげることが基本である。
（使用機材）
PC…1台
ソフトウェア（無償のものを使う）　
※今回の個人プロジェクト導入を機会に，高性能ノートPCを新たに1台導入

（基本姿勢）
自分で気ままにやっていきたいので，束縛する条件を組み入れない。

みたいなことを考えて実際に１年ちょっとかけていろいろシミュレーションをしてみました。
 

様々な筋を低下させたシミュレーションや隣接関節に影響を及ぼす筋の作用などを調べました。

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また、特にですが工学系の大学院生からの質問や、企業の方からの業務相談を経ていく中で、非常に貴重なノウハウも蓄積していくことができました。

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レクチャー、セミナーご参加のみなさま方には、惜しみなく情報提供を行っていきます。

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2026年の現在では、OpenSimのソフトウェア自体がものすごく改善されており、一連の流れでもかなり早く処理できようになってきています。

研究の方も臨床の方も、これからこのソフトを試していくには良いと思います。

もし興味をお持ちでなにか事前に確認したいことがありましたら、メールかお問い合わせからでも結構ですのでご連絡をお待ちしております。
15分までの無料相談（zoom）にても受け付けております。

よろしくお願いいたします．

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