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FESによる麻痺肢制御のための生体情報の検出・処理法

研究課題

研究課題/領域番号 13450167
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 計測工学
研究機関東北大学

研究代表者

星宮 望  東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (50005394)

研究分担者 二見 亮弘  東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (20156938)
渡邉 高志  東北大学, 情報シナジーセンター, 助教授 (90250696)
加納 慎一郎  東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (00282103)
中谷 裕教  理化学研究所, 脳科学総合研究センター, 研究員(研究職) (30333868)
半田 康延  東北大学, 大学院・医学系研究科, 教授 (00111790)
研究期間 (年度) 2001 – 2003
研究課題ステータス 完了 (2003年度)
配分額 *注記
11,500千円 (直接経費: 11,500千円)
2003年度: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
2002年度: 5,600千円 (直接経費: 5,600千円)
2001年度: 3,800千円 (直接経費: 3,800千円)
キーワード機能的電気刺激(FES) / マン・マシンインターフェース / 生体信号 / 脳波 / 神経インパルス / 活性炭電極
研究概要

末梢の変性していない個々の神経・筋系を外部から刺激することで,麻痺患者の運動機能を再建する技術である機能的電気刺激(FES)において,使用者の残存機能を制限することなく装置の随意的制御を可能にすることを目的とした,ヒトから計測される生体信号の検出・弁別手法の開発を行った.
1.神経束から計測される神経インパルス列の弁別処理法の確立
FES装置に与える患者の随意的な意思を反映した生体情報源として,末梢神経束から神経インパルスを検出し,これを弁別処理してFES装置の制御の多様性を向上させることを目指して,(1)神経インパルス列の神経束からの高精度計測手法の開発、および(2)計測した神経インパルスからの複数情報の抽出アルゴリズムの提案を行った.
2.ユーザによる脳波・眼電図成分の随意的制御法の開発
手の動作と肘の動作を選択するといった,いわゆるメニュー選択を随意的な意思によって行うための新しい生体情報源として,脳波の活用をはかる手法を明らかにするために,(1)脳波の高精度計測システムの構築,(2)脳波からの運動関連活動成分の抽出に関する研究を行った.
3.FES機器と制御命令源とのインターフェースの開発
上記の2種類の新しい生体情報源とこれまで用いられてきている情報源を組み合わせて,随意的な意思を反映したFES制御ための情報を提供するための検討を行った.生体信号からのFES制御信号の抽出を行う手法を開発し,それらをFES制御インターフェースに用いる方式について検討を行った.

報告書

(4件)
  • 2003 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2002 実績報告書
  • 2001 実績報告書
  • 研究成果

    (57件)

すべて 2003 その他

すべて 雑誌論文 (34件) 文献書誌 (23件)

  • [雑誌論文] FESを使用する片麻痺者のための下肢動作からの人工神経回路による制御命令検出2003

    • 著者名/発表者名
      渡邉高志 外
    • 雑誌名

      電子情報通信学会論文誌 J86-D-II・2

      ページ: 371-375

    • NAID

      110003170899

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 機能的電気刺激による麻痺肢の運動機能再建-技術的側面と今後の展望-2003

    • 著者名/発表者名
      渡邉高志 外
    • 雑誌名

      平成15年電気学会全国大会講演論文集 3-S17-5

      ページ: 12-15

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 機能的電気刺激(FES)の制御命令入力法2003

    • 著者名/発表者名
      渡邉高志 外
    • 雑誌名

      第18回生体・生理工学シンポジウム論文集 2C2-4

      ページ: 225-228

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 頭部動作を利用した運動機能障害者の多日的な制御命令入力システムの基礎的検討2003

    • 著者名/発表者名
      藤原大樹 外
    • 雑誌名

      第37回日本エム・イー学会東北支部大会講演論文集 18

      ページ: 23-23

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 機能的電気刺激システムのための頭部動作を用いた制御命令入力装置2003

    • 著者名/発表者名
      比嘉広樹 外
    • 雑誌名

      第18回バイオメカニズム・シンポジウム講演論文集

      ページ: 133-140

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] FESシステムの制御命令入力装置の一評価法2003

    • 著者名/発表者名
      比嘉広樹 外
    • 雑誌名

      第10回日本FES研究会学術講演会講演論文集

      ページ: 9-14

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 光素子を用いた頭部運動による障害者用制御命令入力装置に関する基礎的検討2003

    • 著者名/発表者名
      村上肇
    • 雑誌名

      第10回日本FES研究会学術講演会講演論文集

      ページ: 21-26

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] ヒト聴覚系の感覚記憶における時間統合過程のミスマッチ陰性電位による解析2003

    • 著者名/発表者名
      加納慎一郎 外
    • 雑誌名

      生体医工学 41・2

      ページ: 97-104

    • NAID

      110003988476

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 音列知覚における群化過程を反映するミスマッチ陰性電位の解析2003

    • 著者名/発表者名
      加納慎一郎 外
    • 雑誌名

      生体医工学 41・Suppl

      ページ: 459-459

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 経穴周辺における皮膚インピーダンス軌跡の多点同時測定2003

    • 著者名/発表者名
      神口達也 外
    • 雑誌名

      生体医工学 41・Suppl

      ページ: 265-265

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Multiple and Simultaneous Measurements of the Skin Impedance Locus2003

    • 著者名/発表者名
      T.Fukumoto et al.
    • 雑誌名

      Proc.6th Polish-Japanese Symposium on Bio-Medical Engineering

      ページ: 20-21

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Gait Re-education System for Incomplete Spinal Cord Injured Patients-Development of Gait Measurement System2003

    • 著者名/発表者名
      N.Furuse et al.
    • 雑誌名

      Proc.8th Annual Conference of the International Functional Electrical Stimulation Society

      ページ: 198-201

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 不完全対麻痺患者のための歩行動作再学習システムの開発-歩行動作計測システムの基礎的検討-2003

    • 著者名/発表者名
      古瀬 則夫 外
    • 雑誌名

      生体医工学 41・Suppl.

      ページ: 230-230

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 不完全対麻痺患者のための歩行動作再学習システムの開発-圧電式ジャイロスコープによる脚部関節角度の計測-2003

    • 著者名/発表者名
      古瀬 則夫 外
    • 雑誌名

      第10回日本FES研究会学術講演会講演論文集

      ページ: 17-20

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 下肢FES制御用の実用的姿勢制御方法2003

    • 著者名/発表者名
      萩原亨 外
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告 MBE2003-86

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 不全四肢麻痺患者における起立・立位保持・着席動作の制御方式に関する検討2003

    • 著者名/発表者名
      下村一成 外
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告 MBE2003-87

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 上肢の力を推定する筋電信号処理方法に関する研究2003

    • 著者名/発表者名
      上野仁美 外
    • 雑誌名

      第10回日本FES研究会学術講演会講演論文集

      ページ: 5-8

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Control Command Detection by Artificial Neural Network from Lower Limb Movements for Hemiplegic Patient Using FES2003

    • 著者名/発表者名
      T.Watanabe at al.
    • 雑誌名

      Proc.IEIEC Vol.J86-D-II, No.2

      ページ: 371-375

    • NAID

      110003170899

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Restoration of Paralyzed Motor Function by FES --Technical Aspects and a Perspective2003

    • 著者名/発表者名
      T.Watanabe et al.
    • 雑誌名

      Proc.Ann.Conf.IEEJ 3-S17-5

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Control Command Input Method for Functional Electrocal Stimulation (FES)2003

    • 著者名/発表者名
      T.Watanabe at al.
    • 雑誌名

      Proc.18^<th>.Conf.BPES 2C2-4

      ページ: 225-228

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Study on Multi-purpose Control Command Input System for Motor-Disabled Patients2003

    • 著者名/発表者名
      T.Fujiwara et al.
    • 雑誌名

      Proc.37^<th>.Conf.JSMBE 18

      ページ: 23-23

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Control Command Interface for FES Patients based on Head Movements2003

    • 著者名/発表者名
      H.Higa et al.
    • 雑誌名

      Proc.18^<th> Biomechanism Symposium

      ページ: 133-140

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A Study on Evaluation of Command Input Subsystem for Functional Electrical Stimulation2003

    • 著者名/発表者名
      H.Higa et al.
    • 雑誌名

      Proc.10^<th>Conf.JFESA

      ページ: 9-14

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Fundamental Study on Control Command Input System for Handicapped by Using Head Movement with Photo Devices2003

    • 著者名/発表者名
      H.Murakami
    • 雑誌名

      Proc.10^<th>Conf.JFESA

      ページ: 21-26

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Temporal Integration on Human Auditory Sensory Memory Revealed by Mismatch Negativity2003

    • 著者名/発表者名
      S.Kanoh et al.
    • 雑誌名

      Proc.JSMBE Vol.41, No.2

      ページ: 97-104

    • NAID

      110003988476

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Temporal Grouping of Tone Sequence as Reflected by the Mismatch Negativity2003

    • 著者名/発表者名
      S.Kanoh et al.
    • 雑誌名

      Proc.JSMBE 41, Suppl.

      ページ: 459-459

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Multiple and Simultaneous Measurement of the Skin Impedance Locus around the Acupuncture Points2003

    • 著者名/発表者名
      T.Kamiguchi et al.
    • 雑誌名

      Proc.JSMBE 41, Supppl.

      ページ: 265-265

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Multiple and Simultaneous Measurements of the Skin Impedance Locus2003

    • 著者名/発表者名
      T.Fukumoto, et al.
    • 雑誌名

      Proc.6th Polish-Japanese Symposium on Bio-Medical Engineering

      ページ: 20-21

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Gait Re-education System for Incomplete Spinal Cord Injured Patients -Development of Gait Measurement System-2003

    • 著者名/発表者名
      N.Furuse, et al.
    • 雑誌名

      Proc.8th Annual Conference of the International Functional Electrical Stimulation Society

      ページ: 198-201

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Development of Gait Re-education System for Incomplete Paraplegic Patients -- A Basic Study of Gait Measurement System --2003

    • 著者名/発表者名
      N.Furuse et al.
    • 雑誌名

      Proc.JSMBE 41, Suppl.

      ページ: 230-230

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Development of Gait Re-education System for Incomplete Paraplegic Patients -- Measurement of Leg Joint Angles by Piezoelectric Gyroscope --2003

    • 著者名/発表者名
      N.Furuse et al.
    • 雑誌名

      Proc.10^<th>Conf.JFESA

      ページ: 17-20

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] The Practical Method of Posture Measurements for Lower Limb FES2003

    • 著者名/発表者名
      T.Hagiwara et al.
    • 雑誌名

      Technical Report of IEICE MBE2003-86

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A Study on FES Controlling Method of Standing-Up, Standing, Sitting-Down on Incomplete Quadriplegic Patients2003

    • 著者名/発表者名
      K.Shimomura et al.
    • 雑誌名

      Technical Report of IEICE MBE2003-87

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] SEMG Signal Processing to Estimate the Force of Upper Limb2003

    • 著者名/発表者名
      H.Ueno et al.
    • 雑誌名

      Proc.10^<th>Conf.JFESA

      ページ: 5-8

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 渡邉 高志: "FESを使用する片麻痺者のための下肢動作からの人工神経回路による制御命令検出"電子情報通信学会論文誌. J86-D-II・2. 371-375 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 渡邉 高志: "機能的電気刺激による麻痺肢の運動機能再建 -技術的側面と今後の展望-"平成15年電気学会全国大会講演論文集. S-S17-5. 12-15 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 渡邉 高志: "機能的電気刺激(FES)の制御命令入力法"第18回生体・生理工学シンポジウム論文集. 2C2-4. 225-228 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 藤原大樹: "頭部動作を利用した運動機能障害者の多目的な制御命令入力システムの基礎的検討"第37回日本エム・イー学会東北支部大会講演論文集. 18. 23 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 比嘉広樹: "機能的電気刺激システムのための頭部動作を用いた制御命令入力装置"第18回バイオメカニズム・シンポジウム講演論文集. 133-140 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 比嘉 広樹: "FESシステムの制御命令入力装置の一評価法"第10回日本FES研究会学術講演会講演論文集. 9-14 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 神口 達也: "経穴周辺における皮膚インピーダンス奇跡の多点同時測定"生体医工学. 41・Suppl.. 265 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Fukumoto: "Multiple and Simultaneous Measurements of the Skin Impedance Locus"Proc.6th Polish-Japanese Symposium on Bio-Medical Engineering. 20-21 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] N.Furuse: "Gait Re-education System for Incomplete Spinal Cord Injured Patients-Development of Gait Measurement System -"Proc.8th Annual Conference of the International Functional Electrical Stimulation Society. 198-201 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 古瀬 則夫: "不完全対麻痺患者のための歩行動作再学習システムの開発-歩行動作計測システムの基礎的検討-"生体医工学. 41・Suppl.. 230 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 古瀬 則夫: "不完全対麻痺患者のための歩行動作再学習システムの開発-圧電式ジャイロスコープによる脚部関節角度の計測-"第10回日本FES研究会学術講演会講演論文集. 17-20 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 萩原 亨: "下肢FES制御用の実用的姿勢制御方法"電子情報通信学会技術研究報告. MBE2003-86. (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 下村 一成: "不全四肢麻痺患者における起立・立位保持・着席動作の制御方式に関する検討"電子情報通信学会技術研究報告. MBE2003-87. (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 上野 仁美: "上肢の力を推定する筋電信号処理方法に関する研究"第10回日本FES研究会学術講演会講演論文集. 5-8 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 村上 肇: "光素子を用いた頭部運動による障害者用制御命令入力装置に関する基礎的検討"第10回日本FES研究会学術講演会講演論文集. 21-26 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 加納慎一郎: "生体信号の計測と信号処理"電気学会論文誌. 122-C・9. 1403-1411 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 福元剛智: "皮膚の複素インピーダンス軌跡変化の高時間分解能測定"電気学会論文誌. 122-C・9. 1433-1440 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Hironori Nakatani: "Classification of Nerve Action Potentials for Estimation of Sensory Unit Activity"Systems and Computers in Japan. 33・6. 44-52 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 大庭茂男: "活性炭を用いたEEG検出用電極の特性"平成14年度電気関係学会東北支部連合大会 講演論文集. 344 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Tatsuya Kamiguchi: "Basic Study for Multiple and Simultaneous Measurment of Skin Impedance Loci"平成14年度電気関係学会東北支部連合大会 講演論文集. 13 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 神口達也: "皮膚インピーダンスの多点同時測定における評価パラメータの基礎的検討"電子情報通信学会技術研究報告. MBE2002-65. 5-8 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Hironori Nakatani: "Detection of Nerve Action Potentials Under Low Signal-To-Noise Ratio Condition"IEEE Transactions on Biomedical Engineering. 48・8. 845-849 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 大庭 茂男: "機能的電気刺激用体内埋め込み電極の機械的・電気的特性と臨床評価"医用電子と生体工学. 39・2. 118-124 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書

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公開日: 2001-04-01   更新日: 2016-04-21  

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