2021 Fiscal Year Annual Research Report
Development of Safe Tele-Rehabilitation System using Electrical Stimulation for Muscle Fatigue
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18K04220
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| Research Institution | Ishikawa National College of Technology |
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Principal Investigator |
河合 康典 石川工業高等専門学校, 電気工学科, 准教授 (90413765)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
越野 亮 石川工業高等専門学校, 電子情報工学科, 准教授 (90369968)
三好 孝典 長岡技術科学大学, 技術経営研究科, 教授 (10345952)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 遠隔制御 / 電気刺激 / 筋肉疲労 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，筋肉疲労に対して安全な電気刺激による遠隔リハビリテーションシステムの開発を行うため，今年度は下記の2つの課題について考える。
はじめに，課題③の高速化と耐故障性を備えたクラウドシステムの開発について考える。HTTPを用いたweb通信は，インターネットが使える環境があれば通信することができる。理学療法士側と患者側が，web server に送りたい情報を書き込み，またはweb server に保存してある値を取得する。そして，web serverには，JavaScriptをサーバーサイドで動作させることができ，ノンブロッキングI/OモデルであるNode.jsを用いる。Node.jsを用いたweb server を用いて制御実験を行い，制御性能と通信時間について検証を行い，通信時間遅れについて検証する。
次に，課題④の遠隔地での実験による検証については，石川高専-長岡技術科学大学で実験装置の設定を行うことが困難であっため，石川高専内で理学療法士側のパドルと患者側の電気刺激装置を配置して，仮想の時間遅れを設定して実験を行う。膝関節の屈伸運動を繰り返すリハビリテーションを行い，一定時間区間における運動に対して，ガウス過程回帰から求まった（疲労に相当する）外乱の平均の中央値が時間経過とともに減少していくことが分かる。また，休憩後，一時的に中央値が回復するが，屈伸運動を再開すると時間経過とともに減少していくことが分かる。このことにより，筋肉疲労を推定できると予想され，電気刺激を用いたバイラテラル遠隔リハビリテーションの安全性を向上させることができる。
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