2010 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 鹿児島大学, 理工学研究科(工学系), 准教授 (20284903)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
川平 和美 鹿児島大学, 医歯学総合研究科, 教授 (20117493)
下堂薗 恵 鹿児島大学, 医歯学総合研究科, 准教授 (30325782)
林 良太 鹿児島大学, 理工学研究科(工学系), 准教授 (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 / 高精度パラレル機構 / 高感度指運動・力センシング / 抵抗付随型協働制御 / 力覚誘発刺激 |
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| Research Abstract |
まず、指先運動部では2つの駆動リンクで実現する可操作性の良い運動を行うパラレルリンク機構の開発に成功した。また、指根元運動部では指根元のタッピング動作と、伸展時の追従動作を1つの駆動リンクで実現するパラレルリンク機構の開発に成功した。その上、各パラレルリンク機構の駆動リンクに高感度トルクセンサを開発して、訓練時の指先力、指根元へのタッピング力およびなぞる力を高感度にセンシング可能にした。さらに、訓練中に手首をリズム的に屈伸させるための手首運動部の開発、訓練指以外の指の連動を告知する警告部の開発も成功した。
次に、指の他動的屈曲を実現する制御手法として指をリンク化し、指先の目標軌道を生成することで他動的屈曲を行う手法を提案し実現に成功した。指の自動的伸展を促すための制御手法として、指先力を高感度でセンシングし、その情報を元に接続スライダーの目標速度を決定するインピーダンス制御として抵抗付随型協動制御という手法を提案し実現に成功した。同様な制御手法を指根元運動部のタッピング動作となぞる動作にも応用した。
そして、健常者を対象にした実験では安定的な制御が行え、訓練の再現を実現していることが実証された。また,麻痺患者を対象とした実験においても指先の屈伸運動が行えることが実証された。その実験において、タッピングの有無によって屈伸運動の差異が認められ、装置が機能していれば伸張反射を利用した片麻痺指機能回復訓練を行えていることが示唆された。
平成22年9月に得られた成果を発明特許に出願し、平成22年12月と平成23年3月に第11回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会と第16回ロボティクスシンポジア(フル・ペーパー査読付き)に論文発表した。
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