ヒト下肢筋機能と同等にアシストできる免荷式歩行訓練システムの開発

• 研究課題/領域番号: 25282161
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 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: 芝浦工業大学
• 研究代表者: 山本 紳一郎 芝浦工業大学, システム理工学部, 教授 (30327762)
• 連携研究者: 河島 則天 国立障害者リハビリセンター研究所, 室長 (30392195) ; 柴田 芳幸 都立産業技術高専, ものづくり工学科, 准教授 (50614319)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 18,720千円 (直接経費: 14,400千円、間接経費: 4,320千円); 2016年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円); 2015年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2014年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2013年度: 7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円)
• キーワード: 歩行訓練 / ニューロリハビリテーション / リハビリテーション機器 / 医療福祉 / 神経科学 / 脊髄損傷 / 脳卒中片麻痺 / 医療・福祉 / リハビリテーション / 片麻痺 / バイオメカニクス / 理学療法学 / 二関節筋

研究成果の概要

本研究課題では，ニューロリハビリテーションの概念に基づくヒトと同じ二関節筋を用いた駆動機構を持つ，下肢筋機能と同等にアシストできる免荷式歩行訓練システムを開発することを最終目標としてきた．最終年度にはこれまでの二関節筋モデルによる制御システムを大幅に改良し，実際の歩行訓練速度に適用できる位置制御モデルでの稼働が可能となった．今後の臨床試験実施のための礎を築くことができたと考えられる．

研究成果

• [雑誌論文] Assessment on Stationarity of EMG Signals with Different Windows Size During Isotonic Contractions (2017)
  • 著者名/発表者名: Nazmi Nurhazimah、Abdul Rahman Mohd、Yamamoto Shin-ichiroh、Ahmad Siti、Malarvili MB、Mazlan Saiful、Zamzuri Hairi
  • 雑誌名: Applied Sciences 巻: 7 号: 10 ページ: 1050-1050
  • DOI: 10.3390/app7101050
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Development of a body weight support system using pneumatic muscle actuators: Controlling and validation. Advances in Mechanical Engineering (2016)
  • 著者名/発表者名: T. V. Thuc, S. Yamamoto
  • 雑誌名: Advances in Mechanical Engineering 巻: 8(12) 号: 12 ページ: 1-13
  • DOI: 10.1177/1687814016683598
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Recent Trend in Lower-Limb Robotic Rehabilitation Orthosis: Control Scheme and Strategy for Pneumatic Muscle Actuated Gait Trainers (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Azuwan, S. Yamamoto
  • 雑誌名: Robotics 巻: 3 号: 2 ページ: 120-148
  • DOI: 10.3390/robotics3020120
  • 査読あり
• [雑誌論文] Design and Evaluation of the AIRGAIT Exoskeleton: Leg Orthosis Control for Assistive Gait Rehabilitation (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Azuwan, S. Yamamoto
  • 雑誌名: Journal of Robotics 巻: Article ID 535106 ページ: 1-20
  • DOI: 10.1155/2013/535106
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of Gait Training System Powered by Antagonistic Mono-and Bi-Articular Actuators Using Contraction Model Control Scheme (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Azuwan, T. Nobutomo, S. Yamamoto
  • 雑誌名: Applied Mechanics and Materials 巻: 393 ページ: 525-531
  • DOI: 10.4028/www.scientific.net/amm.393.525
  • 査読あり
• [学会発表] 空気圧人工筋を用いた免荷式歩行訓練システムの開発～リアルタイム計測制御系の構築～ (2017)
  • 著者名/発表者名: 飯村仁一，川上 拓真，滝口 理一，萩原 杜子，柴田 芳幸，山本紳一郎
  • 学会等名: 第30回バイオエンジニアリング講演会
• [学会発表] 空気圧人工筋を用いた免荷式歩行訓練システムの開発～免荷装置を用いた歩行姿勢制御と評価～ (2017)
  • 著者名/発表者名: 滝口 理一，Tan Van Thuc，Dao Quy Thinh，川上 拓真，飯村 仁一，萩原 杜子，柴田 芳幸，山本 紳一郎
  • 学会等名: 第30回バイオエンジニアリング講演会
• [学会発表] 空気圧人工筋を用いた免荷式歩行訓練システムの開発～動力付下肢装具を用いた関節トルクの制御～ (2017)
  • 著者名/発表者名: 萩原 杜子，Dao Quy Thinh，Tan Van Thuc，川上 拓真，飯村 仁一，滝口 理一，柴田 芳幸，山本 紳一郎
  • 学会等名: 第30回バイオエンジニアリング講演会
• [学会発表] 移動型免荷式歩行訓練システムの開発 (2017)
  • 著者名/発表者名: 諫山敦成，山本紳一郎
  • 学会等名: 第30回バイオエンジニアリング講演会
• [学会発表] Split-beltトレッドミルにおける免荷歩行時の運動学習 (2016)
  • 著者名/発表者名: 佐藤浩司，横山光，山本紳一郎，河島則天
  • 学会等名: LIFE2016
  • 発表場所: 東北大学，仙台
  • 年月日: 2016-09-06
• [学会発表] 空気圧人工筋を用いた免荷式歩行訓練システムの開発 歩行フェイズ検出プログラムの開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 大島達也，川上拓真，野口洋平，柴田芳幸，山本紳一郎
  • 学会等名: LIFE2016
  • 発表場所: 東北大学，仙台
  • 年月日: 2016-09-06
• [学会発表] Gait adaptation during split-belt treadmill walking under mild extent of split-belt speed ratio in patients post stroke (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Sato, S. Yamamoto, N. Kawashima
  • 学会等名: 38th Annual International Conference of the IEEE EMBS
  • 発表場所: Orlando, Florida, USA
  • 年月日: 2016-08-18
  • 国際学会
• [学会発表] 空気圧人工筋を用いた免荷式歩行訓練システムの開発～空気圧人工筋の開発・評価～ (2016)
  • 著者名/発表者名: 川上拓真，大島達也，野口洋平，楢崎将，山本紳一郎
  • 学会等名: 第25回ライフサポートフロンティア講演会
  • 発表場所: 東京工科大学（東京）
  • 年月日: 2016-03-09
• [学会発表] ヒト歩行時における多方向外乱に対する姿勢制御 (2016)
  • 著者名/発表者名: 柳澤匡俊，奥村洋平，河野旬，松村壌，山本紳一郎
  • 学会等名: 第25回ライフサポートフロンティア講演会
  • 発表場所: 東京工科大学（東京）
  • 年月日: 2016-03-09
• [学会発表] Split-belt トレッドミル における速度比の違いが歩行の適 応・学習過程に及ぼす影響 (2015)
  • 著者名/発表者名: 佐藤浩司，山本紳一郎，河島則天
  • 学会等名: LIFE2015
  • 発表場所: 九州産業大学（福岡）
  • 年月日: 2015-09-09
• [学会発表] 空気圧人工筋を用いた免荷式歩行訓練システムの開発～短下肢装具部の開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 原周平，大塚博，山本紳一郎
  • 学会等名: 第27回日本機械学会バイオエンジニアリング講演会
  • 発表場所: 新潟
  • 年月日: 2015-01-09 – 2015-01-10
• [学会発表] Split-beltトレッドミルにおける速度比の違いによる歩行の適応／学習過程の変化 (2015)
  • 著者名/発表者名: 佐藤浩司，渡邉翔，山本紳一郎，河島則天
  • 学会等名: 第27回日本機械学会バイオエンジニアリング講演会
  • 発表場所: 新潟
  • 年月日: 2015-01-09 – 2015-01-10
• [学会発表] 歩行中の空間的注意分布に関する高齢者の特異的傾向 (2015)
  • 著者名/発表者名: 細田貴治，櫻田武，山本紳一郎
  • 学会等名: 第27回日本機械学会バイオエンジニアリング講演会
  • 発表場所: 新潟
  • 年月日: 2015-01-09 – 2015-01-10
• [学会発表] 空気圧人工筋を用いた免荷式歩行訓練システムの開発～免荷装置の開発と評価～ (2015)
  • 著者名/発表者名: 渡邊健一，モハマドアズワン，楢崎将，大島達也，柴田芳幸，山本紳一郎
  • 学会等名: 第27回日本機械学会バイオエンジニアリング講演会
  • 発表場所: 新潟
  • 年月日: 2015-01-09 – 2015-01-10
• [学会発表] 加齢や障害による歩行運動の特徴抽出 (2014)
  • 著者名/発表者名: 渡邉 翔，河島則天，山本紳一郎
  • 学会等名: LIFE2014
  • 発表場所: ルスツ，北海道
  • 年月日: 2014-09-24
• [学会発表] A novel treadmill body weight support system using pneumatic muscle actuators (2014)
  • 著者名/発表者名: Tran Van Thuc, Flavio Pratico, Mohd Azuwan, Yamamoto Shin-ichiroh
  • 学会等名: EMBC 2014
  • 発表場所: Chicago, USA
  • 年月日: 2014-08-28
• [学会発表] Control of Lower Limb Orthosis: Simple Paradigm for the Control of antagonistic actuators (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Azuwan, S. Yamamoto
  • 学会等名: SEATUC 2014
  • 発表場所: Johor Bahru, Malaysia
• [学会発表] Development of Body Weight Support Gait Training System using Pneumatic McKibben Actuator: Development of Measurement and Control System (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Seya, M. Azuwan, Y. Shibata, S. Yamamoto
  • 学会等名: SEATUC 2014
  • 発表場所: Johor Bahru, Malaysia
• [学会発表] Development of Body Weight Support Gait Training System using Pneumatic McKibben Actuators: Control of Lower Extremity Orthosis (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Azuwan, T. Nobutomo, S. Yamamoto
  • 学会等名: IEEE EMBC 2013
  • 発表場所: Osaka, Japan