2008 Fiscal Year Annual Research Report
目標運動誘発より指随意運動を促進する片麻痺指機能回復訓練システムの開発と臨床応用
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20500454
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| Research Institution | Kagoshima University |
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Principal Investigator |
余 永 Kagoshima University, 工学部, 准教授 (20284903)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
川平 和美 鹿児島大学, 大学院・医歯学総合研究科, 教授 (20117493)
下堂薗 恵 鹿児島大学, 大学院・医歯学総合研究科, 准教授 (30325782)
林 良太 鹿児島大学, 工学部, 講師 (40288949)
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| Keywords | 片麻痺指随意運動訓練 / 指の目標運動誘発 / 指機能回復訓練システム / ワイヤパラレル駆動機構 / ワイヤ運動機構位置決定法 / ワイヤ駆動機構剛性制御 / 仮想コンプライアンス制御 / 力覚誘発刺激 |
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| Research Abstract |
まず、片麻痺指の目標運動への他動誘発操作の運動学・力学的な本質を探って、操作中にセンシングしている運動覚と力覚の情報を基づいて、装置が麻痺指に力覚誘発刺激を加えながら誘発された麻痺指目標運動に順応させる知的操作の制御手法を理論的に検討し、その制御手法を確立してアームロボットで実証した。
そして、訓練運動の運動学的な解析を行い、操作安全性確保のためにワイヤ駆動機構を導入した選択的運動の促通訓練を実現できる装置の指先運動部、指刺激運動部、手首運動部の各運動機構のメカニズムを確立した。また、訓練運動の力学的な解析を行い、操作中に必要な各部の力変化を高感度検知できる各力覚センシング機構のメカニズムを確立した。
各運動機構と各力覚センシングのメカニズムを基づいて、ワイヤ駆動機構に工夫を入れて、片麻痺指機能回復訓練装置を設計した。そして訓練装置システムを製作し、訓練装置の運動学・力学特性をテストして確認した。
その上、ワイヤ駆動機構の位置決定法と剛性生成法を提案してその順運動学と逆運動学を確立し、機構の剛性制御、位置制御、仮想コンプライアンス制御を実現した。その上、麻痺指に力覚誘発刺激を加えながら誘発された麻痺指目標運動に頂応させる知的操作の制御手法を装置に実装して、健常者と患者の指訓練テストを行って、その有効性を示している。
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