| 研究課題/領域番号 |
10450156
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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 |
計測工学
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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, 大学院・工学研究科, 教授 (50005394)
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| 研究分担者 |
加納 慎一郎 東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (00282103)
渡邉 高志 (渡邊 高志 / 渡辺 高志) 東北大学, 大学院・工学研究科, 講師 (90250696)
二見 亮弘 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (20156938)
半田 康延 東北大学, 未来科学技術共同研究センター, 教授 (00111790)
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| 研究期間 (年度) |
1998 – 2000
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| 研究課題ステータス |
完了 (2000年度)
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| 配分額 *注記 |
7,000千円 (直接経費: 7,000千円)
2000年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
1999年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
1998年度: 3,000千円 (直接経費: 3,000千円)
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| キーワード | 機能的電気刺激 / カフ電極 / 電極雑音 / 神経活動電位の検出 / 神経活動電位の分類 / 多変量解析 / 階層的クラスター分析 / 弁別処理 / 末梢神経 / 神経情報 / 電極 / 機能的電気刺激(FES) / 感覚フィードバック / FES |
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| 研究概要 |
脊髄損傷患者や脳卒中患者などの麻痺した運動機能の再建を行う機能的電気刺激(FES)システムの問題として、開ループ制御の方式のため外乱や筋疲労などによる筋・骨格系の応答の変化への対応が困難なことや感覚機能の障害などが挙げられる。そこで本研究では末梢神経から取得した求心性情報をセンサ情報として利用した閉ループFESシステムを実現するために、(1)生体適合性に優れた低雑音電極の開発(選定)と、(2)神経線維束から計測した神経インパルス列の弁別処理法の確立を目的として検討を行った。その結果、(1)FES用刺激電極として、これまでに開発したステンレス鋼SUS316L,Co-Cr-Ni-Mo系合金NAS604PHと新たに開発したFe-Cr-Ni-Mn-Mo-N系合金NAS106Nの3種類について雑音特性および疲労特性を調べた。電極の雑音では3種類とも低雑音であり信号検出の有効性を、また、NAS106Nが大気中および生理食塩水中の疲労特性に優れていることを確認した。(2)ランビエノードと記録電極の位置関係が記録波形に与える影響を調べるため末梢神経のモデルを用いて検討し、直径や細胞膜の性質が類似した神経線維が神経線維束の中で近接して存在していても、記録波形に着目することでそれらの神経線維の活動を識別できることを示した。また、臨床応用を考慮し神経線維に対する侵襲の低いカフ電極を記録電極として用いると信号対雑音比が低くなるが、計測データをウェーブレット変換により分解し、神経インパルスの波形情報を有する展開係数を選び計測データを再構成することで、神経インパルスの確認が困難な計測データからも検出を行えることを確認した。さらに神経インパルス列を個々の神経線維の活動に対応した記録波形の弁別方法を検討し、クラスター分析とグループ数決定のための評価関数を組み合わせた方法による妥当性を確認した。
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