| 研究課題/領域番号 |
14380388
|
|---|
| 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 |
医用生体工学・生体材料学
|
|---|
| 研究機関 | 東北大学 |
|---|
研究代表者 |
半田 康延 東北大学, 大学院・医学系研究科, 教授 (00111790)
|
|---|
| 研究分担者 |
中野 栄二 東北大学, 大学院・情報科学研究科, 教授 (90198151)
藤居 徹 東北大学, 大学院・医学系研究科, 助手 (70302122)
関 和則 東北大学, 大学院・医学系研究科, 助教授 (20206618)
星宮 望 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (50005394)
高橋 隆行 東北大学, 大学院・情報科学研究科, 助教授 (70197151)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2002 – 2003
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2003年度)
|
| 配分額 *注記 |
12,500千円 (直接経費: 12,500千円)
2003年度: 6,500千円 (直接経費: 6,500千円)
2002年度: 6,000千円 (直接経費: 6,000千円)
|
|---|
| キーワード | cycling wheel chair / functional electrical stimulation / spinal cord injury / stroke / git disturbance / 足漕ぎ車椅子 / 機能的電気刺激 / 脊髄損傷 / 足踏み式車椅子 |
|---|
| 研究概要 |
本研究では、足踏み式車椅子の走行をFESで制御し、下肢不自由者の高速移動とそれによる日常生活活動の拡大を目的としている。
足踏み式車椅子の表面電極式FES制御による走行実験
新たに開発した2次元ベクトル力センサを用いて、ペダルに発生する力ベクトルから膝及び股関節に発生するトルクを推定する方法を開発した。これにより、FES制御下の脚発生力を正確に推定する手法が確立された。
上記の手法を用いて、健常被験者でのFES制御方式による足漕ぎ車椅子の走行解析を行った。その結果、大腿四頭筋とハムストリングに加え、大殿筋も刺激することで発生するトルクが安定することが明らかとなった。
健常被験者にて、ペダルを前回転、後回転させたときの下肢筋の筋電図を解析し、足漕ぎ車椅子の前進走行及び後進走行用の刺激パターンを作成した。
頸髄損傷による四肢不全麻痺者(49歳男性)の協力を得て、FES制御によるサイクリング運動の再建を試みた。この際、前進、後進走行用の刺激パターンはアームレストに取付けたジョイスティックを前及び後へ倒すことによって選択出来るようにした。その結果世界で初めて座位でのサイクリング運動再建に成功し、足漕ぎ車椅子を前後方向に自由に走行させることができた。しかしながら、ペダル1回転の一部(股関節)から見て最遠点と最近点付近でトルクの減少が見られ、そこからの発進が困難であることも明らかとなった。上記で述べたように大殿筋を追加したことによるいくらかの改善も見られたが、大幅に発生力が増加するには至らなかった。
なお、実験を行うに当たり、被験者に実験の目的、方法、予想される結果、考え得るリスク及びその対策等について詳細に説明し、被験者より承諾を得た。
|
