2020 Fiscal Year Annual Research Report
片麻痺患者への理学療法士の介入の解明とリハビリテーションシステムへの応用
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18H01405
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
安 ち 九州大学, システム情報科学研究院, 准教授 (70747873)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
下田 真吾 国立研究開発法人理化学研究所, 脳神経科学研究センター, ユニットリーダー (20415186)
淺間 一 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (50184156)
宮井 一郎 社会医療法人大道会(神経リハビリテーション研究部), 神経リハビリテーション研究部, 部長 (60510477)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 筋シナジー / 起立動作 / 片麻痺患者 / リハビリテーション |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は昨年度に引き続き片麻痺患者における筋シナジー構造の変化の調査とリハビリテーションシステムの改良を行ってきた。
● 筋シナジー構造の調査に関して、今までの研究では筋シナジーの活動タイミングに変化が生じていることが分かっているが、その振幅には注目されていなかった。それに対して本研究では関節トルクの値に基づく筋活動の正規化手法を開発した。ここでは4自由度の筋骨格モデルから逆動力学計算によって算出される関節トルクと実際の計測で得られた筋活動のデータを用いた順動力学計算によって求まる関節トルクの差が最小になるように最適化計算によって各筋活動の振幅を求めた。これによって計測する日が異なる筋シナジーの活動を比較できるようになった。この手法は高く評価され国際会議にて発表されBest Paper Awardが授与された。
● リハビリテーションシステムの開発において、理学療法士の技能を再現するための改良を行った。具体的には起立動作中の座面の圧中心と理学療法士の指先の力の関係性を線形回帰モデルによって導出した。この線形回帰モデルからシステムの使用者の座圧中心から目標とする刺激力が算出される。リハビリテーションシステムでは今年度はさらに臀部を刺激する部分に新たに力センサを実装することで、動作中にシステムが理学療法士が患者を押す際の力と同じ力で使用者を支援できるようにした。これらの組み合わせから離殿のタイミングを同定し、運動に合わせた刺激力を実現した。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Analysis of muscle synergy and kinematics in sit-to-stand motion of hemiplegic patients in subacute period2021
Author(s)
Hiroki Kogami, Qi An, Ningjia Yang, Ruoxi Wang, Kazunori Yoshida, Hiroyuki Hamada, Hiroshi Yamakawa, Yusuke Tamura, Shingo Shimoda, Hiroshi Yamasaki, Moeka Sonoo, Fady Alnajjar, Noriaki Hattori, Koji Takahashi, Takanori Fujii, Hironori Otomune, Ichiro Miyai, Atsushi Yamashita, and Hajime Asama
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Journal Title
Advanced Robotics
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Peer Reviewed
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