生体制御のための人工神経回路網による筋活動の解析

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09780818
• 研究機関: 新潟工科大学
• 研究代表者: 村上 肇 新潟工科大学, 工学部, 助教授 (80219899)
• キーワード: 機能的電気刺激 / FES / 筋活動電位 / 人工神経回路 / 片麻痺 / 生体制御

研究概要

1. はじめに
機能的電気刺激(FES)による運動機能麻痺者の動作再建では、麻痺筋群に対して適切な電気刺激を加える必要がある。本研究では、そのための信号として随意性を有する筋電信号に着目し、これを入力とするFESシステムの開発のための基礎的な検討を加えた。そして、その方法として、非線形信号処理が可能な人工神経回路を採用した。
2. 平成9年度の研究成果
購入したテレメータ(生体信号遠隔計測装置)と既存の機器とを接続し、実験系を整備した。次に、人工神経回路をソフトウェアとして構築し、そのパラメータを最適化した。これらによって、翌年の実験を適切に進めることができる。
3. 平成10年度の研究成果
整備した実験系によって、健常被験者からの生体情報の計測実験を行った。これにより、上肢の2自由度運動におけるデータが得られた。また、筋骨格系の特性を近似するシミュレータを構築し、人工神経回路と関連付けルことによって、FESの臨床応用の手順に関する工学的モデルを模擬できた。
4. むすび
これら2年間の研究成果から、FESという生体制御に関して、人工神経回路を用いることで、適切な筋活動を表現することが可能であることが確認できた。

研究成果

• [文献書誌] 村上肇・他: "機能的電気刺激(FES)システムの制御信号としての上肢筋電図計測" 電子情報通信学会技術研究報告〔MEとバイオサイバネティックス〕. Vol.97,No.371. 129-134 (1997)
• [文献書誌] 村上肇・他: "片麻痺者の動作再建のための筋電制御による機能的電気刺激(FES)システムに関する基礎研究" 第18回バイオメカニズム学術講演会予稿集. 161-164 (1997)
• [文献書誌] 村上肇・他: "機能的電気刺激のための人工神経回路を用いた刺激パターン生成に関する基礎研究" 医用電子と生体工学. Vol.35,No.4. 407-413 (1997)
• [文献書誌] 増田竜一・他: "機能的電気刺激(FES)の制御命令入力装置の評価のための麻痺上肢シミュレータ" 平成10年度電子情報通信学会信越支部大会講演論文集. 359-360 (1998)
• [文献書誌] 村上肇・他: "片麻痺者の動作再建のための筋電制御による機能的電気刺激(FES)システムに関する基礎研究-第2報 上肢動作再建のシミュレーション-" 第19回バイオメカニズム学術講演会予稿集. 63-66 (1998)
• [文献書誌] 西村直樹・他: "積分制御方式によるFESシステムの操作の基礎的検討" 第7回日本FES研究会・学術講演会予稿集. 21-22 (1998)
• [文献書誌] 渡辺高志・他: "片麻痺者のFESによる歩行再建のためのインターフェイスに関する基礎的検討" 第7回日本FES研究会・学術講演会予稿集. 23-24 (1998)
• [文献書誌] 増田竜一・他: "FESシステムの直接比例制御方式の保持機能に関する基礎的検討" 第38回日本ME学会大会. (発表予定). (1999)