2011 Fiscal Year Annual Research Report
体重支持歩行訓練臨床応用のためのハイブリッドFES歩行補助装具の基礎的研究
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23300214
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| Research Institution | Okayama University of Science |
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Principal Investigator |
山本 敏泰 岡山理科大学, 工学部, 教授 (20412158)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田川 善彦 九州工業大学, 工学研究院, 教授 (70122835)
久野 弘明 岡山理科大学, 工学部, 准教授 (40344618)
青柳 陽一郎 藤田保健衛生大学, 医学部, 准教授 (30286661)
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| Keywords | ハイブリッド / 機能的電気刺激 / 歩行支援 / 福祉用具 / M波 / 筋骨格モデル / オンライン制御 |
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| Research Abstract |
比較的重度な運動障害者のための体重支持トレッドミル歩行訓練(Body weight support,BWS;treadmill gait training,TGT)補助装具の基礎的臨床研究において.第1に機能的電気刺激(FES)による足関節駆動と共に,股関節補助駆動モータとのハイブリッド制御システムの構築を進めた。
上記研究の目的の第1項目について主に実施するが,その内容は以下の(a)～(c)である.
1、足関節駆動のための適正な機能的電気刺激手法に関する研究
本研究では,残存機能を有する複数の被刺激筋のM波による筋力推定結果から,筋骨格数学モデルを併用した足関節トルクフィードバック制御を行い,刺激出力の安定化を図るシステムを構築し、一部実験的検証を実施した。一方歩行訓練用表面電気刺激装置について,足部周囲筋群の他に,大腿部主動作筋への刺激を検討するため,CPUの高速化、チャンネル数の拡充を実施した。
2、モータ駆動股関節補助装具の開発・改良
BWSTGT用の動力装具として、残存運動機能を補う形で駆動する制御方策の検討を進めた。組み込み力センサー活用した制御の実験的検証は次年度となった。
3、受動歩行様式による足関節インピーダンス制御方策の研究
前記の被刺激筋のM波による筋出力の安定化とともに、スライディングモード制御などの導入の可否を検討した。また歩行時のオンライン化トルク推定を試みつつ、下肢モデルの構成を検討した。次に、インピーダンス制御導入のため多重ループ制御特性を調べた。トルク制御を行う.本年度の障害者などでの実験は割愛した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
追加採択により、研究費は最終的に平成24年1月から利用できることとなった。本年度の計画としては、健常青年での実験的研究などについて、次年度以降の研究に必要なシステムの構築に欠かせないものに限り実施することとした。また、今後の臨床評価に必要な光学式3次元位置計測システムが利用できない施設もある事が判り、検討の結果ウエアラブルな電磁気式計測器を準備するなどで、少し手間取った。評価目標を達成すべく鋭意研究に努めたい。
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| Strategy for Future Research Activity |
第2年度においては、比較的重度な運動障害者のBWSTGT用補助装具に関する基礎的臨床研究を進めるために、現在までの機能的電気刺激(FES)を利用したハイブリッド制御システムの健常者における実験を遂行する.BWS率、歩行速度変化時の足・股関節駆動制御様式が,足関節は荷重制御,股関節は下肢全体の運動調節を行うとの仮説の立証が非常に有用な事をシミュレーションと実験で検証していくものである。次年度後半から第3年度には脳卒中片麻痺者などのための両脚の適切な制御方策を確立する事を目指して、実用的な統合化制御システムを構築していく.
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