2019 Fiscal Year Research-status Report
下肢の筋特性を考慮したFES交互屈伸運動システムの構築と評価法に関する研究
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18K04214
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| Research Institution | Kanazawa Institute of Technology |
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Principal Investigator |
河合 宏之 金沢工業大学, 工学部, 教授 (70410298)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 交互屈伸運動 / 機能的電気刺激 / リハビリシステム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は，下肢の下肢の運動機能に問題を抱える人の残存する筋肉の筋力維持と運動特性の向上を目指し，機能的電気刺激(Function Electrical Stimulation，以下FESと呼ぶ)を用いた下肢リハビリテーションシステム(以下，下肢リハビリシステム)を提案することであり，具体的にはFESペダリング運動とFESローイング運動(ボート漕ぎ)の利点を兼ね備えたFES交互屈伸運動に対する制御手法の確立，リカンベントトライクを用いたリハビリシステムの構築ならびに評価方法の検討を実施することである．
本年度は FES 交互屈伸運動を実現する制御則の提案((課題 1)の確立と自走可能な FES 交互屈伸リハビリシステムの構築(課題 2)の準備をおこなった．まず，提案した FES 交互屈伸運動を実現する制御則と構築した FES 交互屈伸リハビリシステムを用いて，健常者による実験を通して有用性の検証をおこなった．特に，交互屈伸運動の周期，脚の伸展，脚の屈曲のそれぞれの最大値と最小値を比べることで，提案手法においても自発的な運動と同様の周期と振幅で交互屈伸運動を実現できていることを確認した．ここで得られた成果は査読付き論文として採択された．また，昨年度問題となっていた屋外環境で安全に走行するための機構可動部については，機構を再設計し，耐久性の高いレール機構を採用することで改善された．さらに，実用的に屋外環境での走行を可能とするために，脚部に負荷がかかる静止状態からの漕ぎだしを補助するモータアシストならびに足裏にかかる圧力を計測可能なシステムの検討をおこなった．理論的な実績として，走行時のトライクのモデル化と安定性解析をおこなった．上述した成果の一部を学会にて口頭発表した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
提案するFES交互屈伸リハビリシステムで屋外走行するための改善をおこない，おおむね構築したシステムが予定したように稼動している．また，走行に関するモデル化と安定性解析も進んでいるため，計画通りに進展していると判断する．
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| Strategy for Future Research Activity |
下肢の負荷を軽減させるため，足裏にかかる圧力とモータアシストを考慮した制御則の提案を検討する．屋外走行による検証実験と走行時の理論的な安定性解析をおこなう．そして，非健常者を被験者とした検証実験の実施を検討する．
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| Causes of Carryover |
機構可動部の再設計に伴い，リカンベントトライクのギアの歯数の変更や後輪の交換などが必要となったが，海外発注する部品の納入に遅れが生じ，一部を次年度に購入することになったため．
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