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The derivative of muscle fatigue with respect to electromyography and functional electrical stimulation to quicken functional recovery

Research Project

Project/Area Number 24650349
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

Allocation TypeMulti-year Fund
Research Field Rehabilitation science/Welfare engineering
Research InstitutionThe University of Electro-Communications

Principal Investigator

YOKOI Hiroshi  電気通信大学, 情報理工学(系)研究科, 教授 (90271634)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) YAMADA Yukio  電気通信大学, 脳科学ライフサポート研究センター, 教授 (10334583)
Project Period (FY) 2012-04-01 – 2015-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2013: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2012: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywords生体機能代行 / 機能的電気刺激 / 筋疲労 / 筋電位
Outline of Final Research Achievements

Functional Electrical Stimulation (FES) is considered effective to recover the motor function of the paralytic by inducing muscle contraction with paralytic electrical stimulation. However, the strong fatigue and avoidance response when using FES is yet to be overcome in order to improve its effectiveness and acceptability. This study therefore developed a muscle fatigue evaluation method according to the frequency characteristics of the electromyography associated with FES, and elucidated the relationship between FES parameters and the induced body movement and cortical activation. The FES device developed based on the findings of this study was validated by subjects with leg paralysis. The expansion and shrinkage of the brain areas activated was observed during the long-term exercise using the FES device.

Report

(4 results)
  • 2014 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2013 Research-status Report
  • 2012 Research-status Report
  • Research Products

    (26 results)

All 2015 2014 2013 2012 Other

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (19 results) Book (3 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (2 results)

  • [Journal Article] 急性期脳梗塞患者に対する歩行中の機能的電気刺激治療が歩容及び内側感覚運動皮質へのヘモグロビン濃度へ及ぼす即時的効果2014

    • Author(s)
      久保田 雅史,山村 修,神澤 朋子,五十嵐 千秋,松尾 英明,成瀬 寛亮,嶋田 誠一郎,加藤 龍,横井 浩史,内田 研造,馬場 久敏
    • Journal Title

      理学療法学

      Volume: Vol.41, No.1 Pages: 13-20

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  • [Presentation] 感覚フィードバックを伴う機能的電気刺激を用いた運動機能回復応用に関する研究:健常者における脳活動の時間的推移に関する検証2015

    • Author(s)
      大平美里,神澤 朋子,森下 壮一郎,姜 銀来,山村 修,横井浩史
    • Organizer
      第27回自律分散システム・シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2015-02-23
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  • [Presentation] fNIRSによる機能的電気刺激に対する脳活動の時間的推移に関する検証2015

    • Author(s)
      大平美里,神澤 朋子,森下 壮一郎,姜 銀来,山村 修,横井浩史
    • Organizer
      脳と心のメカニズム第15回冬のワークショップ
    • Place of Presentation
      北海道
    • Year and Date
      2015-01-08
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  • [Presentation] Effect of burst stimulation by high frequency biphasic square-wave pulse on cortical perfusion after stroke: A pilot study2014

    • Author(s)
      Osamu Yamamura, Tomoko Kamisawa, Masafumi Kubota, Chiaki Igarashi, Yudai Watabe, Seiichiro Shimada, Tetsuya Tujikawa, Hidehiko Okazawa, Ryu Kato, Hiroshi Yokoi, Kenzo Uchida, Hisatoshi Baba, Tadanori Hamano, Yasunari Nakamoto
    • Organizer
      American Society of Neurorehabilitation Annual Meeting
    • Place of Presentation
      Washington DC
    • Year and Date
      2014-11-13
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  • [Presentation] 個人に適応した電極位置を探索する電気刺激装置の開発2014

    • Author(s)
      佐藤 佑樹,大平 美里,加藤 龍,横井浩史
    • Organizer
      第35回バイオメカニズム学術講演会
    • Place of Presentation
      岡山
    • Year and Date
      2014-09-08 – 2014-09-09
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    • Author(s)
      佐藤 佑樹,大平 美里,加藤 龍,横井浩史
    • Organizer
      第15回日本電気生理運動学会(第3回SICE電気生理運動学研究会)
    • Place of Presentation
      横浜
    • Year and Date
      2014-09-06
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  • [Presentation] 脳‐身体運動相互作用モデル構築―機能的電気刺激に誘発された脳活動の周期性解析-2014

    • Author(s)
      大平 美里,森下 壮一郎,姜 銀来,横井浩史
    • Organizer
      第20回創発システムシンポジウム
    • Place of Presentation
      長野県茅野市
    • Year and Date
      2014-08-31
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  • [Presentation] 運動機能回復のためのFESニューロリハビリテーションにより誘発される脳活動パターン評価―自己相関解析による周期性検出―2014

    • Author(s)
      大平 美里,森下 壮一郎,姜 銀来,横井浩史
    • Organizer
      The 8th Annual Meeting of The Japanese Society for Motor Control
    • Place of Presentation
      茨城
    • Year and Date
      2014-08-08
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 1か月間の集中的な機能的電気刺激療法前後の運動機能と脳機能画像の変化:症例報告2014

    • Author(s)
      久保田雅史、神澤朋子、五十嵐千秋、山村修、嶋田誠一郎、松尾英明、成瀬廣亮、岡沢秀彦、加藤龍、横井浩史、馬場久敏
    • Organizer
      第49回日本理学療法学術大会
    • Place of Presentation
      横浜
    • Year and Date
      2014-05-31
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  • [Presentation] 脳卒中患者に対する電気刺激を併用した下肢伸展運動課題が脳活動に与える影響2014

    • Author(s)
      五十嵐千秋、久保田雅史、神澤朋子、山村修、岡沢秀彦、加藤龍、横井浩史、嶋田誠一郎、馬場久敏
    • Organizer
      第49回日本理学療法学術大会
    • Place of Presentation
      横浜
    • Year and Date
      2014-05-31
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  • [Presentation] 慢性期脳卒中患者における機能的電気刺激療法の効果:H2[15O] PETによる検討2014

    • Author(s)
      神澤朋子、山村修、 辻川哲也、岡沢秀彦、濱野忠則、久保田雅史、五十嵐千秋、内田研造、加藤龍、横井浩史
    • Organizer
      第55回日本神経学会学術大会
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      2014-05-23
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  • [Presentation] 多点電極による表面電気刺激の電極配置探索法の検討2013

    • Author(s)
      佐藤 佑樹,鈴木 美奈子,加藤 龍,横井 浩史
    • Organizer
      計測自動制御学会 システム・情報部門 学術講演会2013 (SSI2013)
    • Place of Presentation
      滋賀
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      2013 Research-status Report
  • [Presentation] 運動機能の再建に向けた多チャンネル型表面電気刺激装置の開発2013

    • Author(s)
      鈴木 美奈子,佐藤 佑樹, 加藤 龍,横井 浩史, 山村 修, 神澤 朋子, 久保田 雅史, 五十嵐 千秋
    • Organizer
      計測自動制御学会 システム・情報部門 学術講演会2013 (SSI2013)
    • Place of Presentation
      滋賀
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      2013 Research-status Report
  • [Presentation] 表面電気刺激を用いた四肢制御のための刺激電極の最適配置決定手法―多点電極の中から最適な電極を選出する刺激選択回路の設計―2013

    • Author(s)
      佐藤 佑樹,鈴木 美奈子,加藤 龍,横井 浩史
    • Organizer
      日本機械学会2013年度年次大会
    • Place of Presentation
      岡山
    • Related Report
      2013 Research-status Report
  • [Presentation] 表面電気刺激における四肢制御のための刺激電極の最適配置決定手法―多点電極の中から最適な電極を選出する刺激選択回路の設計―2013

    • Author(s)
      佐藤 佑樹,鈴木 美奈子,加藤 龍,横井 浩史
    • Organizer
      第14回日本電気生理運動学会大会
    • Place of Presentation
      大阪
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      2013 Research-status Report
  • [Presentation] Parameter optimization of surface electrical stimulation for movement assistance in joints of extremities

    • Author(s)
      Takashi Mori, Tatsuya Seki, Ryu Kato, Soichiro Morishita, Osamu Yamamura and Hiroshi Yokoi
    • Organizer
      XIXth Congress of the International Society of Electrophysiology & Kinesiology
    • Place of Presentation
      Australia
    • Related Report
      2012 Research-status Report
  • [Presentation] 下肢麻痺者の運動補助のための表面電気刺激装置の開発 -多点電極の中から最適な電極を選出するための刺激選択回路の設計-

    • Author(s)
      佐藤佑樹、鈴木美奈子、加藤龍、横井浩史
    • Organizer
      バイオメカニズム学術講演会
    • Place of Presentation
      仙台市
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      2012 Research-status Report
  • [Presentation] 運動補助とニューロリハビリテーションを目的とした携帯型機能的電気刺激システムの開発

    • Author(s)
      加藤龍、森崇、鈴木美奈子、横井浩史、久保田雅彦、山村修
    • Organizer
      第30回ロボット学会学術講演会
    • Place of Presentation
      札幌市
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      2012 Research-status Report
  • [Presentation] 機能的電気刺激が誘発する筋疲労の推定に関する研究

    • Author(s)
      鈴木美奈子、関達也、加藤龍、森下壮一郎、横井浩史
    • Organizer
      第30回ロボット学会学術講演会
    • Place of Presentation
      札幌市
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      2012 Research-status Report
  • [Presentation] 当電位面を用いた筋電計からの電気刺激ノイズ抑制手法

    • Author(s)
      粕谷昌宏、関雅俊、川村和也、小林洋、藤江正克、横井浩史
    • Organizer
      第30回ロボット学会学術講演会
    • Place of Presentation
      札幌市
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      2012 Research-status Report
  • [Book] Clinical Systems Neuroscience2015

    • Author(s)
      Hiroshi Yokoi,Yuki Sato,Minako Suzuki,Yoshiko Yabuki,Tatsuhiro Nakamura,Takashi Mori,Soichiro Morishita,Ryu Kato,Osamu Yamamura,Masafumi Kubota,Tomoko Kamisawa,Chiaki Igarashi,Tadashi Isa,Tatsuya Umeda,Hidenori Watanabe,Yukio Nishimura,Katsunori Ikoma,and Tamaki Miyamoto
    • Total Pages
      387
    • Publisher
      Springer Japan 2015
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      2014 Annual Research Report
  • [Book] Clinical Systems Neuroscience, Part 2: Body Image Adjustment and Neuroprosthetics(分担執筆)2014

    • Author(s)
      Hiroshi Yokoi, Yuki Sato, Minako Suzuki, Tatsuhiro Nakamura, Takashi Mori, Soichiro Morishita, Ryu Kato, Osamu Yamamura, Masafumi Kubota, Tomoko Kamisawa, Chiaki Igarashi,Tadashi Isa, Tatsuya Umeda, Hidenori Watanabe, Yukio Nishimura, Katsunori Ikoma, and Tamaki Miyamoto
    • Publisher
      Engineering Approach for Functional Recovery based on Body Image Adjustment by using Biofeedback of Electrical Stimulation
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      2013 Research-status Report
  • [Book] Biomedical Engineering and Cognitive Neuroscience for Healthcare2012

    • Author(s)
      Hiroshi Yokoi, Ryu Kato, Takashi Mori, Osamu Yamamura and Masafumi Kubota
    • Total Pages
      477
    • Publisher
      Interdisplinary Applications
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      2012 Research-status Report
  • [Remarks] 電気通信大学 横井研究室ホームページ

    • URL

      http://www.hi.mce.uec.ac.jp/yklab/

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  • [Patent(Industrial Property Rights)] 電気刺激システム及び計測システム2013

    • Inventor(s)
      佐藤祐樹,鈴木美奈子,横井浩史,加藤龍,中村達弘,森下壮一郎
    • Industrial Property Rights Holder
      佐藤祐樹,鈴木美奈子,横井浩史,加藤龍,中村達弘,森下壮一郎
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2013-259481
    • Filing Date
      2013-12-16
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  • [Patent(Industrial Property Rights)] 電気刺激システム及び計測システム2012

    • Inventor(s)
      佐藤佑樹、森下壮一郎、鈴木美奈子、横井浩史、加藤龍、中村達弘
    • Industrial Property Rights Holder
      佐藤佑樹、森下壮一郎、鈴木美奈子、横井浩史、加藤龍、中村達弘
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2012-273523
    • Filing Date
      2012-12-14
    • Related Report
      2012 Research-status Report

URL: 

Published: 2013-05-31   Modified: 2019-07-29  

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