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機能的電気刺激を組み合わせた下肢ロボットリハビリテーションに関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 16K01535
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 リハビリテーション科学・福祉工学
研究機関秋田大学

研究代表者

巖見 武裕  秋田大学, 理工学研究科, 教授 (10259806)

研究分担者 畠山 和利  秋田大学, 医学部附属病院, 理学療法士 (50748291)
木澤 悟  秋田工業高等専門学校, その他部局等, 教授 (90234202)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2016年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワードrobot therapy / FES / hemiplegia / feedback system / IMU / robotic therapy / fes / Rehabilitation Robot / 医療・福祉
研究成果の概要

機能的電気刺激(FES)とモータを組み合わせたハイブリッドFES歩行訓練リハビリテーションロボットを製作した.そして慣性センサを用いて最適なタイミングで患側下肢を振り出す可変遅れ時間システムを開発し,片麻痺患者と健常者を対象に検証を行った.FESに関しては,右大腿四頭筋を表皮電極で刺激した.関節角はモーションキャプチャシステムで測定し,歩行サイクル中の最大屈曲角から伸展までの振幅の再現性を評価した.運動の滑らかさは,角度ジャークコスト(AJC)を用いて評価した.さらに,強化学習の枠組みを用いた自動アシスト調整システムを開発し,患者の状態に合わせてロボットの行動を最適化できることが示唆された.

研究成果の学術的意義や社会的意義

様々な下肢リハビリロボットが開発されてきたが,これまで個人特有の歩行軌道を生成するハイブリッドFESを用いたリハビリロボットは存在しない.Redkarらは,IMUを組み合わせたヒューマンアシストロボットを提案し,IMUによって望ましい目標軌道を生成できる可能性を示唆している.本研究で開発したハイブリッドFES歩行訓練リハビリテーションロボットは,麻痺によって失われた患側の歩行軌道を健側の軌道で補完し,さらに,個人固有の歩行軌道に基づいたタイミングで電気刺激を与えることで,より高いニューロリハビリテーションの効果が期待できると考えられる.

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] 歩行訓練リハビリロボットの下肢関節軌道生成に関する研究2019

    • 著者名/発表者名
      臼田伊織,齊藤諒,山内哲也,井上純一,巖見武裕,島田洋一
    • 雑誌名

      臨床バイオメカニクス

      巻: 40

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of a Rehabilitation Robot Combined with Functional Electrical Stimulation Controlled by Non-disabled Lower Extremity in Hemiplegic Gait2018

    • 著者名/発表者名
      Ryota Kimura, Toshiki Matsunaga, Takehiro Iwami, Daisuke Kudo, Kimio Saitoh, Kazutoshi Hatakeyama, Motoyuki Watanabe, Yusuke Takahashi, Naohisa Miyakoshi and Yoichi Shimada
    • 雑誌名

      Progress in Rehabilitation Medicine

      巻: 3 号: 0 ページ: n/a

    • DOI

      10.2490/prm.20180005

    • NAID

      130006655114

    • ISSN
      2432-1354
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 歩行訓練リハビリロボットの下肢関節軌道生成に関する研究2018

    • 著者名/発表者名
      臼田伊織,齊藤諒、山内哲也,巖見武裕,井上純一,木村竜太,島田洋一
    • 学会等名
      第45回日本臨床バイオメカニクス学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 機能的電気刺激を併用した片麻痺用歩行リハビリテーションロボットにおける歩行の左右対称性評価2018

    • 著者名/発表者名
      山内哲也,臼田伊織,齊藤諒,木村竜太,井上純一,巖見武裕,島田洋一
    • 学会等名
      第45回日本臨床バイオメカニクス学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 動作フィードバックを有する片麻痺用歩行リハビリロボットの開発と評価2017

    • 著者名/発表者名
      武田康平,本田大生,武井剛士,臼田伊織,巖見武裕,木村竜太,松永俊樹,島田洋一
    • 学会等名
      日本機械学会 第29回バイオエンジニアリング講演会
    • 発表場所
      名古屋ウィンクあいち
    • 年月日
      2017-01-19
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] A New Rehabilitation Robot Using Functional Electrical Stimulation (FES) and Feedback Systems using The Motion of Non-Disabled Lower Extremity to Improve the Gait of Hemiplegic Individuals2017

    • 著者名/発表者名
      2.Kimura, R., Matsunaga, T., Iwami, T., Kudou, D., Saito,K., Iida, J., Iwamoto, Y., Takahashi,Y., Honda, T., Takeda, K., Takei, T., Usuda, I., and Shimada,Y
    • 学会等名
      Annual Meeting of the International Functional Electrical Stimulation Society(IFESS) 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 機能的電気刺激を併用した反復歩行訓練の開発2017

    • 著者名/発表者名
      武井剛士, 臼田伊織,齊藤諒,山内哲也,巖見武裕,木村竜太,松永俊樹,島田洋一
    • 学会等名
      第 51 回 日本生体医工学会 東北支部大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] 巖見研究室 福祉ロボット開発グループ(メカトロ班)

    • URL

      http://www.mech.akita-u.ac.jp/~iwami/development.html

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

URL: 

公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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