2021 Fiscal Year Research-status Report
機能的電気刺激を用いて求めた運動モデルのヒト運動制御戦略理解への活用方法検討
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20K14693
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
松居 和寛 大阪大学, 基礎工学研究科, 助教 (00868870)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 機能的電気刺激 / 内部モデル / バイオフィードバック / 筋電図 / 触覚提示 / 仮想現実 / 拡張現実 / リハビリテーション |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，電気的筋拮抗比（EAA比），電気的筋拮抗和（EAA和）という概念を機能的電気刺激(FES)に取り入れて運動モデルを導出し，この運動モデルを介しヒトの運動制御戦略を説明できることを確かめ，以下の目的達成を目指すものである．
1）運動モデルの利用可能性を拡大しヒトの運動制御研究を推進する一助にする
2）運動モデルと脳機能との関連を見出しニューロリハビリテーションに応用していく
3）より高い治療効果が期待できるFES治療を実現する
2021年度は，上記に対し以下を進めた．1）に関して，運動モデルの同定を身体機能検査として活用すべく，適用疾患の調査を開始した．2）と3）に関して，仮想/拡張現実（VR/AR）をプラットフォームとした筋電図（EMG）バイオフィードバック（EMG-BFB）システムについて各種発表を行いPCT国際出願した（PCT/JP2022/4796，国内発表5件）．
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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
交付申請書に記載した研究実施計画では以下のように研究を進める，としていた．1）静止状態における関節角度，EAA和，関節剛性の関係を求める．2）静止状態における伝達関数モデルパラメータと，1）で求めた関節剛性の関係を求める．3）動的な環境における関節角度，EAA和，関節剛性の関係を求める．4）先に1），3）で求めた関節角度と関節剛性の関係性を用いて，2）で明らかになった自然角周波数，むだ時間と関節剛性の関係を補正する．5）ある関節角度からある関節角度への軌道生成タスク中に，関節角度の変化，関節剛性と平衡点，EMGを取得し，筋拮抗比（AA比），筋拮抗和（AA和）を取得する．6）先に5）で取得した関節角度の変化を入力として，4）の内容を用いて適切に選択されたモデルを逆システムとして利用して運動コマンド相当の値を求める．7）求めた運動コマン
ド相当の値を5）で取得した平衡点，およびAA比と比較することでモデルの活用方法の妥当性を確認する．
1）をすでに2020年度に発表しており，2）3）4）を引き続き進めている．それらの内容を2022年度に発表見込みである．また1）～4）の内容を身体機能の検査に活用することを考え，適用疾患について調査を開始した．5）～7）についてはEMG-BFBの開発という形で進めており，プロトタイプが完成した．
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| Strategy for Future Research Activity |
【現在までの進捗状況】にある2）～4）と5）～7）は引き続き並行して進める．5）～7）についてはEMG-BFBの開発を引き続き進め，完成したプロトタイプに触覚提示を結合していく．
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| Causes of Carryover |
実験システムに関する支出が当初予定していたよりも少なくなった．代わりに完成したシステムを用いた成果発表の機会が増えるため，次年度使用額分は次年度に論文掲載料，学会参加費および旅費に充て，翌年度請求額は当初予定通り使用する．
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