| 研究分担者 |
星宮 務 東北学院大学, 工学部, 教授 (40118336)
志子田 有光 東北学院大学, 工学部, 准教授 (00215972)
木戸 眞美 東北学院大学, 教養学部, 教授 (30195317)
加納 慎一郎 東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (00282103)
比嘉 広樹 琉球大学, 工学部, 助手 (60295300)
半田 康延 東北大学, 大学院・医学系・研究科, 教授 (00111790)
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| 配分額 *注記 |
14,620千円 (直接経費: 14,200千円、間接経費: 420千円)
2007年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2006年度: 3,800千円 (直接経費: 3,800千円)
2005年度: 9,000千円 (直接経費: 9,000千円)
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| 研究概要 |
脳挫傷や頚髄損傷に伴う四肢麻痺患者に対し,機能的電気刺激(Functional Electrical Stimulation : FES)を適用することで麻痺肢の運動機能を再建できることが示されている.しかし現行のFESシステムを患者に適用する際には,FESシステムに患者の意図を伝達する際のスイッチ操作によって残存動作が占有されてしまうために,FESによる再建動作が制限されることが問題となっていた.また,これまではFESによる再建動作の品質は,再建する手足の角度や発揮張力などによって経験的かつ主観的に評価されていたが,より精緻な再建を行うためにはこれらの評価を定量的に行う必要がある.そこで本研究では,(1)脳波,眼球運動の多元計測による脳・コンピュータ間インターフェース(Brain-Computer Interface : BCI)の開発とFESへの応用,(2)末梢循環系の代謝情報の多元計測によるFES再建動作の定量評価法の提案を中心とした,現行のFESシステムの性能向上に関する研究を行った.
残存機能を制限しがちな従来のFESシステムのインターフェース部を改善するために,眼電図や眼部のビデオ画像から得られる眼球運動からFES患者の随意的信号を抽出し,それによりFES機器制御を行うためのシステムを開発した.また,FESシステムをユーザが随意的に制御するためのインターフェースシステムの開発を念頭に置き,運動のイメージや聴覚刺激への選択的注意に伴う脳波を計測・解析することでユーザの意図を検出するBCIを開発し,そのFESへの適応の可能性を検討した.さらに,筋運動にかかわる末梢循環系の動態を無侵襲で計測する新しい手法である光音響法を提案し,その実用性の評価実験を成功させた.光熱放射法の適用を試みるためサーモトレーサを導入し、センシング部位の温度分布を高い精度で分析する手法や熱画像の時系列解析の計測手法を確立した.
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