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Development of Lower Extremity Rehabilitation System based on Brain Machine Interface Using Event-Related Desynchronization and Visual Evoked Potentials

Research Project

Project/Area Number 16K21290
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeMulti-year Fund
Research Field Intelligent mechanics/Mechanical systems
Rehabilitation science/Welfare engineering
Research InstitutionUniversity of Hyogo

Principal Investigator

Araki Nozomu  兵庫県立大学, 工学研究科, 准教授 (10453151)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2018: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2017: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2016: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Keywords事象関連脱同期 / 視覚誘発電位 / リハビリテーション / 定常状態視覚誘発電位 / ハイブリッド BCI / VR 装置 / ハイブリッドBMI / VR装置 / ブレインコンピュータインターフェース / 受動速度場制御
Outline of Final Research Achievements

In this study, we considered to develop and improve lower extremity rehabilitation system based on detected movement intentions by electroencephalogram.
In an early stage of this study, we detected user’s motor intention by using so-called event-related desynchronization phenomenon in electroencephalogram. In addition to this, we attempted to simultaneously use visual evoked potentials expressed by constant-period visual stimuli, which are commonly used in menu selection-type brain computer interfaces. The experimental results were shown that both event-related desynchronization and visual evoked potentials can be used simultaneously as feature values for interface. Furthermore, we also investigated a novel visual evoked potential based interface and a rehabilitation system without direct motor stimulation using a head-mounted display.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では事故などで下肢運動麻痺となった患者さんに対するリハビリテーション手法として,脳波から運動意図を推定し,運動意図に応じて麻痺患部に運動刺激を与える装置と,これを実現するための関連技術の検討を行った.特に本研究では運動意図の有無によって生じる脳波と視覚刺激を行うことで生じる脳波を同時に利用できるかについての調査を行い,同時利用が可能であることを示唆する結果を得た.この結果を利用することで脳波からの状況判別をより柔軟に行える可能性があり,今後,脳波を利用したリハビリテーションシステムの制御に利用できると考えられる.

Report

(5 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Research-status Report
  • 2017 Research-status Report
  • 2016 Research-status Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2019 2018 2017 2016

All Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Presentation] 視点に対する視覚刺激位置と視覚誘発電位の発生部位に関する検討2019

    • Author(s)
      菅野将輝,荒木望,中谷真太朗,小西康夫,満渕邦彦
    • Organizer
      2019年度日本人間工学会関西支部大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 簡易脳波計を用いたBCI型下肢リハビリテーションシステムの開発2019

    • Author(s)
      岸和輝,荒木望,中谷真太朗,小西康夫
    • Organizer
      2019年度日本人間工学会関西支部大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 仮想空間上での運動状態の提示と事象関連脱同期の発現に関する検討2019

    • Author(s)
      志水啓悟,荒木望,中谷真太朗,小西康夫
    • Organizer
      2019年度日本人間工学会関西支部大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 視点に対する空間情報を用いた視覚誘発電位利用選択インタフェースの検討2018

    • Author(s)
      菅野将輝, 荒木望, 中谷真太朗, 小西康夫, 満渕邦彦
    • Organizer
      平成30年度 日本人間工学会 関西支部大会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] Frequency-Band and Electrode-Channel Selection for Motion Discrimination from Electroencephalography using l1-Constrained Least Squares2017

    • Author(s)
      Shintaro Nakatani, Motoki Murakami, Nozomu Araki, Kazunori Sakurama, Shinichiro Nishida and Kunihiko Mabuchi
    • Organizer
      2017 IEEE International Conference on Systems Man, and Cybernetics (SMC2017)
    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 定常視覚誘発電位と視点に対する空間情報を利用したインタフェースの検討2017

    • Author(s)
      阪田真也,荒木望,中谷真太朗,小西康夫,満渕邦彦
    • Organizer
      平成29年度 日本人間工学会 関西支部大会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] アクティブ電極型脳波計によるドライ計測のための低刺激な頭皮上脳波測定用接触子の検討2016

    • Author(s)
      井尻蓮, 荒木望, 中谷真太朗, 小西康夫, 満渕邦彦
    • Organizer
      平成28年度日本機械学会関西支部大会
    • Place of Presentation
      近畿大学和歌山キャンパス(和歌山県紀の川市)
    • Year and Date
      2016-12-10
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] Evaluation of Steady-State Visual Evoked Potential by using Corresponding Frequency Band of Movement-Related Desynchronization2016

    • Author(s)
      Shinya Sakata, Ren Ijiri, Nozomu Araki, Shintaro Nakatani, Yasuo Konishi and Kunihiko Mabuchi
    • Organizer
      計測自動制御学会 ライフエンジニアリング部門シンポジウム2016
    • Place of Presentation
      大阪国際交流センター(大阪府大阪市)
    • Year and Date
      2016-11-04
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 上肢リハビリテーションのためのワイヤ駆動型肘関節屈伸装置の開発2016

    • Author(s)
      王正宇, 中谷真太朗, 荒木望, 小西康夫, 満渕邦彦
    • Organizer
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2016(Robomech2016)
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • Year and Date
      2016-06-10
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 下肢麻痺患者の運動企図を反映したリハビリテーションシステムに対する機能的電気刺激装置の適用検討2016

    • Author(s)
      中谷真太朗, 井尻蓮, 荒木望, 小西康夫, 満渕邦彦
    • Organizer
      第7回日本ニューロリハビリテーション学会
    • Place of Presentation
      神戸国際会議場(兵庫県神戸市)
    • Year and Date
      2016-05-21
    • Related Report
      2016 Research-status Report

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Published: 2016-04-21   Modified: 2021-02-19  

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