対麻痺の起立歩行再建を目的とした膝関節ロック機構連動式FESシステムの開発

1991 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 02557095
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 半田 勉 東北大学, 医学部, 助手 (30208699)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 村上 肇 東北大学, 工学部, 助手 (80219899) ; 二見 亮弘 東北大学, 工学部, 助手 (20156938) ; 星宮 望 東北大学, 工学部, 教授 (50005394) ; 高橋 博達 東北大学, 医学部, 助手 (50221362) ; 半田 康延 東北大学, 医学部, 教授 (00111790)
• Keywords: 機能的電気刺激 / 起立 / 歩行 / 対麻痺 / 膝装具

Research Abstract

本研究は、胸腰随損傷による対麻痺患者において、その起立歩行機能を再建するため、機能的電気刺激(FES)と電動式ロック機構を備えた膝関節装具を組み合わせたハイブリッドFESシステムを開発することが目的である。
平成2年度で検討した(1)下肢用ハイブリッドFESシステムの刺激パタ-ン、(2)上肢用FES装置の仕様変更、(3)経皮的埋め込み電極法と膝装具併用FESによる対麻痺患者での起立歩行制御試験、(4)最適な膝関節装具の仕様、(5)膝装具用電子制御式ロック機構の基本設計を基にして、平成3年度では、下記の事項について検討した。
(1)起立歩行を連続して制御可能となるように、(2)のFES装置の仕様を改良し、(1)で得られたデ-タを基に起立歩行用刺激パタ-ンを新たに作成した。
(2)(3)と同様に対麻痺患者での起立歩行制御試験を行った。
(3)(4)を検討し、膝関節装具を、患者自身が容易に装着できるように、また、起立歩行時の動作が装具で制限されることのないように、小型のものに変更した。
(4)(5)の基本設計を基に、FES装置で制御される膝関節ロック装置を開発した。
上記(1)-(4)の結果、対麻痺患者で、起立歩行が連続的に行える機能的電気刺激システムの基本動作が確認でき、さらに、FESシステムによって制御されるロック機構を持つ膝関節装具により、起立時の疲労による膝関節の屈曲が防止され、より安全性の高い、システムの仕様が確立できた。膝関節装具の強度をさらに堅牢なものとすることにより、患者の日常生活での使用が可能になると思われる。

Research Products

• [Publications] 半田 勉他: "対麻痺の起立歩行を目的としたハイブリッド型FES装置の開発" 第31回日本エム・イ-学会. (1992)
• [Publications] 半田 勉他: "Studies on control commands for FES in the paralyzed extremities" Proc.11th Aun.Conf IEEE/EMBS. 945-946 (1989)
• [Publications] Y.Handa他: "Development of percutaneas intramuscular electrode and skin button for multi-channel FES system" IEEE Trans.Biomed.Eng.705-710 (1989)
• [Publications] 高橋 博達他: "機能的電気刺激(FES)による下肢の動作再建" 日本パラプレジア医学会雑誌. 3. 338-339 (1990)
• [Publications] 星宮 望他: "A multi-channel FES system for restoration of motor fuuction in high spinal cord iujured patients:Respiration controlled system for multi-joint upper extremity" IEEE Trans.Biomed.Eng.754-760 (1989)
• [Publications] 半田 勉他: "筋電制御式機能的電気刺激システムの開発とその臨床応用" パイオメカニズム11. 11. (1992)