| 研究課題/領域番号 |
06452444
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
医用生体工学・生体材料学
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
星宮 望 東北大学, 工学部, 教授 (50005394)
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| 研究分担者 |
半田 康延 東北大学, 医学部, 教授 (00111790)
村上 肇 新潟工科大学, 情報電子工学科, 助教授 (80219899)
渡邊 高志 (渡辺 高志 / 渡邉 高志) 東北大学, 工学部, 助手 (90250696)
二見 亮弘 東北大学, 工学部, 助教授 (20156938)
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| 研究期間 (年度) |
1994 – 1996
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| 研究課題ステータス |
完了 (1996年度)
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| 配分額 *注記 |
7,500千円 (直接経費: 7,500千円)
1996年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
1995年度: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
1994年度: 4,000千円 (直接経費: 4,000千円)
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| キーワード | 機械的電気刺激 / FES / 運動機能再建 / 神経筋骨格系 / シミュレータ / 刺激パターン / 体内埋め込み型 / 制御命令 / 機能的電気刺激 / 生体電子工学 / マン・マシン・インタフェース |
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| 研究概要 |
1.神経・筋系の電気刺激応答特性を解析し、その結果を基に筋・腱系、骨格系の基本的な電気刺激応答モデルを構築した。そして、対麻痺者を対象とする神経・筋系シミュレータの基本システムを構築し、シミュレータ上で、起立動作の刺激パターンを動的最適化手法により自動生成できる事を確認した。
2.刺激パターン生成法として、筋電図波形を線形補間する方法、神経・筋・骨格系の電気刺激応答を学習した人工神経回路を用いる方法を検討し、それらの実現可能性を示した。また、患者がシステムを操作して、医学的な専門知識なしに刺激パターンを修正できるシステムを構築し、健常者の刺激実験により所望の補正が行える事を確認した。
3.完全体内埋め込み型FESシステムにおける送信機-受信機間のデータ伝送に対する外来ノイズの影響を低減するために、高速符号化・復号化が可能なハミング符号を用いた誤り訂正回路を完全体内埋め込み型FESシステムの実験回路に適用し、耐ノイズ性の向上を確認した。
4.尿失禁を防止する新たなFES制御法として、左右の陰部神経に与える刺激パルス列の位相を180°ずらす方法が短時間の高尿道収縮力の獲得に適している事、また、各神経束を交互に単独刺激する方法が長時間の低尿道収縮力を維持する場合に有効である事を示唆する結果を得た。
5.FES制御のためのフィードバック情報を神経活動電位から検出するために、外的な機械的刺激により発生した神経インパルス群の波形から、それらを誘発する刺激の種類を推定することを、クラスタリング手法により実現可能であることを確認した。
6.FESシステムの制御命令を得る方法として、拘束条件の厳しい四肢麻痺患者を想定して頭部の残存機能に着目し、後耳介筋や舌動作に基づく方法、頭部動作(うなずき動作等)をニューラルネットにより認識する方法を提案し、その実現可能性を確認した。
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