2010 Fiscal Year Annual Research Report
BMIを用いた車椅子型運動機能リハビリテーションシステム開発に関する基礎的研究
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20246045
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
満渕 邦彦 東京大学, 大学院・情報理工学系研究科, 教授 (50192349)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
深山 理 東京大学, 大学院・情報理工学系研究科, 助教 (30508205)
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| Keywords | 人間機械システム / リハビリテーション / ブレイン・マシン・インタフェース / 車椅子 / 固有感覚・運動感覚 |
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| Research Abstract |
本研究の目的は、BMI(Brain-machine Interface)技術を用いた運動麻痺に対するリハビリテーションシステムを構築し、その有用性を動物実験によって示すことにあり、脳情報から操作者が意図している歩行動作に伴う四肢の動きを予測し、操作者にその動きを実際に受動的(強制的)に負荷すると共に、運動感覚情報を生体側にフィードバックする事によって閉ループを完成させ、リハビリテーション効果をより完全なものにする事を目的としている。
本年度は、前年度に引き続き、1)動物およびヒトを用いて、運動覚・位置覚を被験者へフィードバックする手法の開発、2)神経系情報の計測、および、神経系刺激に用いる電極の開発、3)培養細胞系、およびラットを用いた動物実験系において、電気刺激等により、長期増強を誘導し、任意のニューロン間における情報伝達の結合強度を強化をする手法の開発、等の基礎実験を継続して行なうと共に、人間を対象としたリハビリテーション装置のプロトタイプを構築し、脳波による作動を試み、その効果について検討を行なった。具体的には、ルームランナーのペダリング装置をモータでも回転できるようにリハビリ用に改良し、ペダルに足の固定装置を装着し、ペダルの回転と共に足も受動的に回転させ得るように改良した。、健常人がペダルを漕ぐ際の脳波と、ペダルの回転を停止している際の脳波を弁別するソフトウエアの試作・開発を行ない、2台の装置をマスタ・スレーブ形式に用いて、被験者(健常人)がマスタ側の装置のペダルを漕いだり、停止したりした際にスレーブ側の装置のペダルも同様に作動するか否かの検討を行なう事で、システムの妥当性の確認を行なった。また、ペダルの付いた足漕ぎ車椅子を改良し、同様に脳波情報によって、搭乗者がペダルを漕ごうとした際に、搭載したモータで車輪を回転させ、ペダルに固定した足も強制的に回転させる足漕ぎ車椅子の設計と作成を行なった。
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