非能動型新規上肢リハビリ訓練ロボット及びその各種リハビリ手法との融合に関する研究

2015 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 24300205
• Research Institution: Fukui University of Technology
• Principal Investigator: 古荘 純次 大阪電気通信大学, 医療福祉工学部, 客員教授 (70107134)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 熊谷 のぞみ 福井医療短期大学, 作業療法専攻, 講師 (00620907) ; 和田 太 東京女子医科大学, 医学部, 准教授 (10341512) ; 小田 邦彦 大阪電気通信大学, 医療福祉工学部, 教授 (10440950) ; 川平 和美 鹿児島大学, 医歯学総合研究科, 客員研究員 (20117493) ; 堀尾 裕幸 兵庫県立大学, 応用情報科学研究科, 教授 (20157069) ; 小柳 磨毅 大阪電気通信大学, 医療福祉工学部, 教授 (20269848) ; 早川 潔 大阪府立大学工業高等専門学校, 電子情報コース, 准教授 (20325575) ; 石田 圭二 福井医療短期大学, 作業療法専攻, 教授 (20446157) ; 小柳 健一 富山県立大学, 工学部, 准教授 (30335377) ; 西尾 浩一 福井工業大学, 環境情報学部, 准教授 (30550561) ; 森本 正治 大阪電気通信大学, 医療福祉工学部, 教授 (40341078) ; 岡田 志麻 近畿大学, 理工学部, 講師 (40551560) ; 福田 寛二 近畿大学, 医学部, 教授 (50201744) ; 高見 友幸 大阪電気通信大学, 総合情報学部, 教授 (50300314) ; 鄭 聖熹 大阪電気通信大学, 工学部, 准教授 (50422176) ; 藤川 智彦 大阪電気通信大学, 医療福祉工学部, 教授 (80321420) ; 小林 康孝 福井医療短期大学, その他部局等, 副学長 (80424448) ; 原田 孝 近畿大学, 理工学部, 教授 (80434851) ; 升谷 保博 大阪電気通信大学, 総合情報学部, 教授 (80219328) ; 吉田 晴行 大阪電気通信大学, 工学部, 准教授 (90351486) ; 金田 忠裕 大阪府立大学工業高等専門学校, メカトロニクスコース, 教授 (80259895)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: リハビリ支援システム / 上肢リハビリ訓練 / バーチャルリアリティ

Outline of Annual Research Achievements

上肢リハビリ支援システムの高耐久性・信頼性の向上を目指して，ベルト駆動の導入等の機構の改良，ソフトウエアの整理等を行った．ベルト駆動の導入については，1000万回以上のリーチング動作に耐えるものとした．さらに，家庭・通所リハ施設等での使用を考えて．力覚提示機構をリハビリ訓練テーブルの上に配置し，通常のテーブルの上に置いて使用できるコンパクトかつ安価な一次試作システムの研究開発を行った．
研究開発した上肢リハビリ訓練システムと，安価であるが十分な性能を持つ運動計測システムを組み合わせることにより、異常運動パターンを用いたフィードバック訓練を可能にすることを目指した．Kinectを用いて脳卒中患者の異常運動パターン（①運動速度低下、②運動軌跡の変動、③不連続性、④肘部の運動軌跡）の出現を、検出できる簡易で安価な計測システムを研究開発した．Kinectは、赤外線のソースおよび赤外線センサーで構成された深度センサーと、RGBカメラを内蔵した小型の3次元モーションキャプチャである．
サンディングボードは，上向きに傾斜したボード上で，錘などを片手，あるいは両手で上下に動かすものである．このサンディングボードでは，重力を利用して屈筋共同運動パターンを強化しないようにしている．本研究の上肢リハビリ支援システムの力の調節に関連するリハビリ訓練ソフト「サンディング」では，ブレーキを制御することによって，重力による抗力を模擬しているため，リハビリ訓練テーブルを下向きにした状態でも．同様の効果が得られる．これに関してリハビリテーションの観点から，臨床評価的意見を頂いた．
上肢リハ装置と電気刺激との併用については，研究分担者の研究機関の異動等の為，臨床評価に至らなかった．また，水平・垂直ディスプレイを用いたシステムの臨床評価については，研究代表者の福井工業大学からの異動等の為，臨床評価までは至らなかった．

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Causes of Carryover

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Expenditure Plan for Carryover Budget

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] (Review) Research and Development of Functional Fluid Mechatronics, Rehabilitation Systems, and Mechatronics of Flexible Drive Systems (2016)
  • Author(s): Junji Furusho, Naoyuki Takesue
  • Journal Title: Journal of Robotics and Mechatronics Volume: 28 Pages: 5-16
  • Open Access
• [Journal Article] （総説）リハビリ・介護とメカトロニクス (2016)
  • Author(s): 古荘純次，池田博康
  • Journal Title: 日本機械学会誌 Volume: 119 Pages: 4-7
• [Journal Article] （解説）非装着型上肢リハビリ支援システム (2016)
  • Author(s): 古荘純次，吉田晴行，早川潔
  • Journal Title: 日本機械学会誌 Volume: 119 Pages: 19-21
• [Presentation] 上肢リハビリ支援システムPLEMO-Y(科研)の研究開発，及び臨床評価を目指したシステムの改良 (2015)
  • Author(s): 古荘純次
  • Organizer: 計測自動制御学会システムインテグレ―ション講演会(SI2015)
  • Place of Presentation: 名古屋国際会議場
  • Year and Date: 2015-12-14 – 2015-12-16
• [Presentation] 上肢リハビリ支援システムPLEMO-Y(科研)の研究開発とその臨床評価を目指したシステムの改良 (2015)
  • Author(s): 古荘純次
  • Organizer: 第58回自動制御連合講演会
  • Place of Presentation: 神戸大学
  • Year and Date: 2015-11-14 – 2015-11-15
• [Presentation] 上肢・下肢リハビリ支援システムPLEMOシリーズの 古荘研究室における研究開発 (2015)
  • Author(s): 古荘純次
  • Organizer: 第58回自動制御連合講演会
  • Place of Presentation: 神戸大学
  • Year and Date: 2015-11-14 – 2015-11-15
• [Presentation] ブレーキを用いて力覚提示を行う上肢リハビリ支援システムPLEMO-Y（科研）の 実用化を目指した耐久性向上と臨床評価，及びPLEMOシリーズの研究開発 (2015)
  • Author(s): 古荘純次
  • Organizer: 第17回医療福祉技術シンポジウム
  • Place of Presentation: 東京都立産業技術研究センター
  • Year and Date: 2015-10-08 – 2015-10-08
• [Presentation] 上肢リハビリ支援システムPLEMO-Y，PLEMO-7，PLEMO-8，PLEMO-Y科研，PLEMO-Zの研究開発 (2015)
  • Author(s): 古荘純次
  • Organizer: 生体医工学シンポジウム
  • Place of Presentation: 岡山県国際交流センター
  • Year and Date: 2015-09-25 – 2015-09-26
• [Presentation] 上肢・下肢リハビリ支援システムPLEMOシリーズの福井工大 ・古荘研究室における研究開発 (2015)
  • Author(s): 古荘純次
  • Organizer: 第33回日本ロボット学会学術講演会
  • Place of Presentation: 東京電機大学
  • Year and Date: 2015-09-03 – 2015-09-05
• [Presentation] 上肢リハビリ支援システムPLEMO-Y(科研)の研究開発と その臨床評価を目指した機構の改良 (2015)
  • Author(s): 古荘純次
  • Organizer: 第33回日本ロボット学会学術講演会
  • Place of Presentation: 東京電機大学
  • Year and Date: 2015-09-03 – 2015-09-05
• [Presentation] 上肢リハビリ支援システムPLEMO-P7の臨床評価を目指した 機構の改良，及びソフトウエアのリファクタリング (2015)
  • Author(s): 古荘純次
  • Organizer: 第33回日本ロボット学会学術講演会
  • Place of Presentation: 東京電機大学
  • Year and Date: 2015-09-03 – 2015-09-05
• [Presentation] 脳卒中片麻痺患者を主な対象とした健側補助・両手動作リハビリ支援システム (2015)
  • Author(s): 古荘純次
  • Organizer: 日本リハビリテーション医学会学術集会
  • Place of Presentation: 新潟市，朱鷺メッセ
  • Year and Date: 2015-05-28 – 2015-05-30
• [Presentation] 水平・垂直ディスプレイを用いた上肢リハビリ支援システムＰＬＥＭＯ－ＨＶＤの研究開発 (2015)
  • Author(s): 古荘純次
  • Organizer: 日本リハビリテーション医学会学術集会
  • Place of Presentation: 新潟市，朱鷺メッセ
  • Year and Date: 2015-05-28 – 2015-05-30
• [Presentation] コンパクトかつ可搬性の高い上肢リハビリ支援装置PLEMO-P7の福井工業大学古荘研究室における研究開発 (2015)
  • Author(s): 古荘純次
  • Organizer: 日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会２０１５
  • Place of Presentation: 京都市勧業館（みやこめっせ）
  • Year and Date: 2015-05-17 – 2015-05-19
• [Presentation] 俯瞰カメラ及びクロマキー技術を導入しモーションキャプチャ機能を搭載した上下肢リハビリ支援システムPLEMO-OLCの研究開発 (2015)
  • Author(s): 古荘純次
  • Organizer: 日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会２０１５
  • Place of Presentation: 京都市勧業館（みやこめっせ）
  • Year and Date: 2015-05-17 – 2015-05-19
• [Presentation] 健側補助・両手動作を用いた脳卒中患者を主な対象とする上肢・下肢リハビリ装置PLEMO-BAT･PLEMO-BLTの研究開発 (2015)
  • Author(s): 古荘純次
  • Organizer: 日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会２０１５
  • Place of Presentation: 京都市勧業館（みやこめっせ）
  • Year and Date: 2015-05-17 – 2015-05-19
• [Presentation] 水平・垂直ディスプレイを用いた上肢・下肢リハビリシステムPLEMO-HVDの研究開発 (2015)
  • Author(s): 古荘純次
  • Organizer: 日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会２０１５
  • Place of Presentation: 京都市勧業館（みやこめっせ）
  • Year and Date: 2015-05-17 – 2015-05-19
• [Book] 生活支援ロボット（監修：寺嶋一彦），4.3.3項 磁性流体（MRF）アクチュエータ・ブレーキとその福祉・介護・リハビリへの応用 (2015)
  • Author(s): 古荘純次，武居直行，野間淳一
  • Total Pages: 10
  • Publisher: 情報機構