歩行周期に合わせた振動刺激を用いた脳卒中片麻痺患者歩行訓練支援システムの開発

2010 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 22500465
• Research Institution: Kagoshima University
• Principal Investigator: 末吉 靖宏 鹿児島大学, 教育学部, 准教授 (30196688)
• 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)
• Keywords: 脳卒中 / 片麻痺 / リハビリテーション / 歩行 / 機能回復訓練 / 訓練支援システム / 歩行周期 / センサ

Research Abstract

本研究では,脳卒中片麻痺患者の歩行改善の効果を得るための条件を調べ,それらを満たす歩行訓練支援システムの開発を目指す.平成22年度は、歩行靴足底につけた荷重センサ信号による判別接地/離地時を用いて、当該足の離地以前から下肢への振動刺激入力を開始する制御プログラムの検討を集中的に行った。
振動モーターは回転開始から回転数が上がりきるまでのタイムラグがあり、以前の各足の離地時に刺激開始するプログラムでは、遊脚開始からは十分な振動刺激を与えることができなかった。このため離地以前から振動を開始する以下のような2つの制御プログラムを作成した。
1.片足接地時に反対側下肢の振動刺激を開始する制御プログラムを作成した。この制御では、当該足の離地よりもWST(ダブルサポート時間)時間分早期に振動刺激を開始するプログラムとなった。
2.1.の制御は、両足の荷重信号が安定的に感知される場合に機能する。しかし、実際の片麻痺患者が使用する場合、麻痺側の足底荷重感知は非麻痺側に比べると安定性に劣る。そこで、あらかじめの歩行計測により、歩行4局面の平均値を求めておき、これにより当該(非麻痺側)足の接地/離地から歩行各局面時間平均値に基づく一定時間経過後に振動刺激の開始/停止を行うプログラムを作成した。
健常者の歩行計測では、これら両プログラムとも予定通りの動作を行うことを確認した。