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2007 Fiscal Year Annual Research Report

機能的電気刺激を用いたパワーリハビリシステムの研究

Research Project

Project/Area Number 18500447
Research InstitutionAkita Research and Development Center

Principal Investigator

宮脇 和人  Akita Research and Development Center, 高度技術研究所, 主任研究員 (00390906)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 沓澤 圭一  秋田県産業技術総合研究センター, 工業技術センター, 主任研究員 (90390905)
小笠原 雄二  秋田県産業技術総合研究センター, 工業技術センター, 上席研究員 (20390908)
巌見 武裕  秋田大学, 工学資源学部, 講師 (10259806)
島田 洋一  秋田大学, 医学部, 教授 (90162685)
大日方 五郎  名古屋大学, エコトピア科学研究機構, 教授 (50111315)
Keywordsリハビリテーション / 機械力学・制御
Research Abstract

本研究は、高齢者、下肢麻痺者を対象としたリハビリ機器に機能的電気刺激(FES)技術を総合的に取り込むことによって、効率的かつ効果的な全身運動を可能とするハイブリッド・パワーリハビリ機器の開発を行うものである。
ローイング運動時の動作を計測してその運動学的データを用いたモデル計算により解析を行う為、生態運動系である人体のモデリングを行った。今回はリンクモデルを用いて各関節に働く関節間力及び関節モーメントを評価する。使用する力学モデルは2次元の4リンクモデル(足部、下腿部、大腿部、上体)とする。重力や加速度を考慮して各関節に作用する水平方向の力と鉛直方向の力とモーメントの釣り合いから動力学的に足関節、膝関節、股関節の関節モーメントを求めた。
非侵襲で患者の負担が軽いと考えられる表面電極型の電気刺激発生装置(21100-BZZ-00188000、Minato Co.)を用いて、筋を外的に刺激・制御することで効果的なリハビリ機器を目指す。計測システムは、足部とハンドル部に荷重を計測するセンサを取り付けたローイングマシンと、CCDカメラの画像より標点の空間座標を追跡する画像処理装置を用いた。この計測システムにより人体にどのような負荷がかかるのかを検証した。
足関節、膝関節、股関節の関節角度の変化を計測した。各関節ともスタート位置からゆっくりと角度が増加方向に変化し、再びスタート位置に戻っている。ローイング運動は下肢の各関節に対して滑らかな運動であることがわかった。本実験結果より、20ストローク/分のゆっくりした速さでのローイング運動は、高齢者には負担が少なく転倒の危険などがない安全な有酸素トレーニングを提供できる。
本研究により、機能的電気刺激と併用するリハビリ機器の実用化の見通しを得た。本研究成果に基づき施設内で使用できるリハビリ機器の設計指針となる。

  • Research Products

    (16 results)

All 2008 2007

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (10 results)

  • [Journal Article] 機能的電気刺激を用いたローイングマシンの開発2008

    • Author(s)
      宮脇 和人、巌見 武裕、大日方 五郎, 他
    • Journal Title

      日本機械学会論文集(C編) Vol.74,No.739

      Pages: 746-748

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 車いす利用者のための運動補助機器の開発(第3報)2008

    • Author(s)
      宮脇 和人、沓澤 圭一、小笠原 雄二
    • Journal Title

      秋田県産業技術総合研究センター業務年報

      Pages: 55-58

  • [Journal Article] FESローイング・マシンの開発と身体負荷の検討2007

    • Author(s)
      山藤 和也、巌見 武裕, 他
    • Journal Title

      福祉工学シンポジウム2007講演論文集

      Pages: 160-162

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] Development of FES-Rowing Machine2007

    • Author(s)
      K. MIYAWAKI, T. IWAMi, et. al.
    • Journal Title

      Proceedings of the 29th Annual International Conference of the IEEE EMBS

      Pages: 2768-2772

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 高齢者用ローイングマシーンの開発2007

    • Author(s)
      宮脇 和人, 巌見 武裕, 他
    • Journal Title

      日本福祉工学会第11回学術講演会講演論文集

      Pages: 20-21

  • [Journal Article] 秋田FESローイングシステムの開発2007

    • Author(s)
      宮脇 和人, 山藤 和也, 他
    • Journal Title

      ロボテクスメカトロニクス講演会07講演論文集

      Pages: 2P1-E07(1-2)

  • [Presentation] 機能的電気刺激を用いたローイングマシーンの開発2007

    • Author(s)
      大日方 五郎, 宮脇 和人, 他
    • Organizer
      日本機械学会第50回自動制御連合講演会
    • Place of Presentation
      東京都
    • Year and Date
      20071124-25
  • [Presentation] FESローイング・マシンの開発と身体負荷の検討2007

    • Author(s)
      山藤 和也、巌見 武裕, 他
    • Organizer
      日本機械学会福祉工学シンポジウム2007
    • Place of Presentation
      茨城県
    • Year and Date
      20071001-03
  • [Presentation] Development of FES-Rowing Machine2007

    • Author(s)
      K.MIYAWAKI,T.IWAMi, et. al.
    • Organizer
      29th Annual International Conference of the IEEE EMBS
    • Place of Presentation
      Lyon,France
    • Year and Date
      20070823-26
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] Development of a hybrid power assist orthosis with FES2007

    • Author(s)
      Sato M,Shimada Y, et. al.
    • Organizer
      4th World Congress of the ISPRM
    • Place of Presentation
      Seoul,Korea
    • Year and Date
      20070610-14
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] 秋田FESローイングシステムの開発2007

    • Author(s)
      宮脇和人,山藤和也, 他
    • Organizer
      日本機械学会ロボテクスメカトロニクス講演会07
    • Place of Presentation
      秋田県
    • Year and Date
      20070510-12
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] 高齢者用ローイングマシーンの開発2007

    • Author(s)
      宮脇 和人,巖見 武裕, 他.
    • Organizer
      日本福祉工学会第11回学術講演会
    • Place of Presentation
      秋田県
    • Year and Date
      2007-12-02
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] Akita FES-rowing machineによる健常人のローイング動作解析と関節負荷の検討2007

    • Author(s)
      竹島 正晃、島田 洋一, 他
    • Organizer
      第14回日本FES研究会
    • Place of Presentation
      岡山県
    • Year and Date
      2007-12-02
  • [Presentation] Evaluation of fitness effect on paraplegic patient using the Akita FES-rowing machine2007

    • Author(s)
      Takeshima M,Shimada Y., et. al.
    • Organizer
      International Functional Electrical Stimulation Society
    • Place of Presentation
      フィラデルフィア,米国
    • Year and Date
      2007-11-11
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] Akita FES-rowing machineにおけるローイング動作解析2007

    • Author(s)
      竹島正晃、島田洋一, 他
    • Organizer
      第44回日本リハビリテーション医学会
    • Place of Presentation
      兵庫県
    • Year and Date
      2007-06-08
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] 秋田発ローイング型リハビリマシンの実用化2007

    • Author(s)
      宮脇 和人, 小笠原 雄二, 他
    • Organizer
      産業技術連携推進会議生産情報・メカトロニクス研究会, 第3回地域交流ワークショップ
    • Place of Presentation
      秋田県
    • Year and Date
      2007-05-10

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Published: 2010-02-04   Modified: 2016-04-21  

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