2021 Fiscal Year Research-status Report
筋毎の効率的な刺激タイミング調整が可能な歩行再建用電気刺激装置の開発
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20K19325
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| Research Institution | Teikyo University of Science & Technology |
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Principal Investigator |
平賀 篤 帝京科学大学, 医療科学部, 講師 (80759902)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 電気刺激 / 歩容 / 刺激タイミング / 刺激トリガー / 運動学習 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、外部から筋に電気刺激を行い動作を改善させる機能的電気刺激（FES）機器に用いるためのセンサ（圧、ジャイロ、加速度、角度など）を複数想定し、新たな刺激トリガーを作成して効率的な電気刺激を行うための方法についての検証を行っている。
当初の研究計画では刺激トリガーの作成も想定していたが、COVID-19の感染状況が好転せず十分な実験が進められなかったため、運動学習的な要素と歩行以外の上肢動作なども含めて動作効率化のための機能的電気刺激を模索した。
2021年度では歩行動作中の筋活動と電気刺激条件について検証し、歩行動作が刺激タイミングによってどのように変化するかを明らかにした。その結果、通常歩行と同じ筋収縮タイミングで電気刺激をすると重心の上下動範囲が大きくなることや、通常歩行よりも0.5秒早く電気刺激を行うと重心軌跡が通常よりも狭小化することに加え被験者の自覚症状として歩行のしやすさが上がったことが明らかになった。また歩行時の下肢関節角度の観点からも早いタイミングの電気刺激は股関節伸展や足関節底屈などの角度が変化しやすく、歩行効率の向上が見込まれた。
加えて上肢動作からの実験では、自動運動と機能的電気刺激を組み合わせることでより電気刺激がない状態でも精密な運動が可能になる結果となった。電気刺激を併用した短期間の練習により自動運動時の関節運動制御能力が向上することは、FES機器が治療的な側面を併せ持つ可能性を持っていると考えられた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
COVID-19の影響によりしばしば実験データ収集停止や外部からの人員入校制限などの対応が余儀なくされた。また自身の濃厚接触者指定や施設内での事例発生などにて進捗としては遅れている状況である。
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| Strategy for Future Research Activity |
2022年度は研究最終年度となるため、感染対策を十分に講じた中で研究を迅速に実施する必要がある。
2021年の基礎結果を基に、LABviewを用いた複数の刺激センサーを取り入れるためのプログラム開発を進めている段階である。未だ実験段階には至っていないが、作成中のプログラムを使用した入力トリガーと出力刺激の検証を行う予定である。
また2021年度より推進方策として運動学習と動作効率化についての検証にも広げて行っており、その側面からの実験も併せて行い、上記刺激センサーの有用性について検証を深めていく。
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| Causes of Carryover |
COVID-19の影響により十分な実験遂行に至らなかったことに加え、研究発表にかかる旅費や被験者への人件費などの使用が予定よりも少ない結果となった。2022年度では感染
対策を講じた上で十分な研究遂行を目指し、予算執行を行う。
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Research Products
(2 results)
