• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2016 年度 実績報告書

筋シナジーの診断に基づく下肢運動のニューロリハビリテーション

研究課題

研究課題/領域番号 15H03949
研究機関大阪大学

研究代表者

宮崎 文夫  大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (20133142)

研究分担者 平井 宏明  大阪大学, 基礎工学研究科, 准教授 (60388147)
植村 充典  大阪大学, 基礎工学研究科, 助教 (00512443)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワードリハビリテーション / 脳神経疾患 / 知能機械 / 人間機械システム
研究実績の概要

本研究は、研究代表者らの筋シナジー抽出/予測/解析技術とロボット技術の融合により、脳卒中リハビリテーションの新展開を図るロボット療法の研究基盤を確立することを目的とする。ここでは、「歩行再建のための運動介入とロボットトレーニング」に焦点を当て、身体協調性(筋シナジー)に基づく身体の平衡点と剛性の調整訓練が脳卒中患者の下肢リハビリテーションに効果的であることを、臨床試験を通じ実験的に実証する。具体的には、以下の3つの小課題を克服することにより、課題の達成を目指す。
(1)診断 ― 異常な筋シナジーの定量評価
(2)治療 ― 正常な筋シナジーの再獲得を促進する運動介入プロトコルの開発
(3)効果 ― 臨床試験による運動介入効果のエビデンスの獲得
本年度は、上記(1)診断、(2)治療の課題に対し、特に「臨床応用へ向けたシナジー診断技術の洗練化」と「ロボット介入による歩行訓練システムの開発」に注力し、研究を遂行した。前者では、最大随意収縮時の筋電位を測定することなしに高い精度で筋シナジーと平衡点の推定を可能にする新しい診断法を開発した。また、後者では、ロボット制御されたトレッドミルと部分体重免荷、及び機能的電気刺激の3つの介入を組み合わせた新しい歩行訓練環境を開発し、シナジー診断による歩行訓練評価を行った。これらの成果と一連の関連技術は、学術論文1件、学会発表14件(国外6件(内4件受理決定)、国内8件)、特許出願5件(国外3件、国内2件)にまとめられた。また、国内外の学会発表で2件受賞した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

現在のところ、研究遂行する上で大きな問題を生じていないため。

今後の研究の推進方策

本年度までに得られた成果に基づき、来年度も計画通り研究を進めていく予定である。

  • 研究成果

    (22件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 6件) 備考 (1件) 産業財産権 (5件) (うち外国 3件)

  • [国際共同研究] Massachusetts Institute of Technology(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      Massachusetts Institute of Technology
  • [雑誌論文] 膝装具歩行における制御戦略の解析2016

    • 著者名/発表者名
      鎌田一平,植村充典,平井宏明,宮崎文夫
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集

      巻: 82(843) ページ: 16-00236

    • DOI

      10.1299/transjsme.16-00236

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Effects of partial body-weight support and functional electrical stimulation on gait characteristics during treadmill exercise: pros and cons of saddle-seat-type body weight support2017

    • 著者名/発表者名
      N. Kataoka, H. Hirai, T. Hamilton, F. Yoshikawa, A. Kuroiwa, Y. Nagakawa, E. Watanabe, Y. Ninomaru, Y. Saeki, M. Uemura, F. Miyazaki, H. Nakata, T. Nishi, H. Naritomi, and H. I. Krebs
    • 学会等名
      15th IEEE International Conference on Rehabilitation Robotics (ICORR2017)
    • 発表場所
      London, UK
    • 年月日
      2017-07-17 – 2017-07-20
    • 国際学会
  • [学会発表] MIT-Skywalker: evaluating comfort of bicycle/saddle seat2017

    • 著者名/発表者名
      R. S. Goncalves, T. Hamilton, A. R. Daher, H. Hirai, and H. I. Krebs
    • 学会等名
      15th IEEE International Conference on Rehabilitation Robotics (ICORR2017)
    • 発表場所
      London, UK
    • 年月日
      2017-07-17 – 2017-07-20
    • 国際学会
  • [学会発表] Efficacy of a knee orthosis that uses an elastic element2017

    • 著者名/発表者名
      I. Kamada, M. Uemura, H. Hirai, and F. Miyazaki
    • 学会等名
      The 39th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC2017)
    • 発表場所
      Jeju Island, Korea
    • 年月日
      2017-07-11 – 2017-07-15
    • 国際学会
  • [学会発表] Exploiting Invariant Structure for Controlling Multiple Muscles in Anthropomorphic Legs: Equilibrium-point-based Control Approach to Constrained Motion2017

    • 著者名/発表者名
      E. Watanabe, H. Hirai, Y. Ninomaru, N. Kataoka, Y. Saeki, M. Uemura, F. Miyazaki, and H. I. Krebs
    • 学会等名
      Progress in Motor Control XI
    • 国際学会
  • [学会発表] 足首周りの角運動量に基づく脚ロボットバランス制御の実験的検討2017

    • 著者名/発表者名
      八木聡明, 植村充典, 平井宏明, 宮崎文夫
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス 講演会2017
  • [学会発表] 可変剛性機構を用いたロボット膝装具の開発と実験的評価2017

    • 著者名/発表者名
      鈴木健司, 寺田祐基, 植村充典, 平井宏明, 宮崎文夫
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス 講演会2017
  • [学会発表] サドル支持型体重免荷トレッドミルと機能的電気刺激を用いた歩行への介入2016

    • 著者名/発表者名
      黒岩晃,平井宏明,吉川史哲,長川悠磨,渡邉英知,片岡夏美,植村充典,宮崎文夫
    • 学会等名
      第17回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会(SI2016)
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(北海道札幌市)
    • 年月日
      2016-12-15 – 2016-12-17
  • [学会発表] Equilibrium-point-based synergies that encode coordinates in task space: a practical method for translating functional synergies from human to musculoskeletal robot arm2016

    • 著者名/発表者名
      F. Yoshikawa, H. Hirai, E. Watanabe, Y. Nagakawa, A. Kuroiwa, E. Grabke, M. Uemura, F. Miyazaki, and H. I. Krebs
    • 学会等名
      2016 IEEE-RAS International Conference on Humanoid Robots (Humanoids2016)
    • 発表場所
      Cancun, Mexico
    • 年月日
      2016-11-15 – 2016-11-17
    • 国際学会
  • [学会発表] Exploiting invariant structure for controlling multiple muscles in anthropomorphic legs: II. experimental evidence for three equilibrium-point-based synergies during human pedaling2016

    • 著者名/発表者名
      E. Watanabe, T. Oku, H. Hirai, F. Yoshikawa, Y. Nagakawa, A. Kuroiwa, E. P. Grabke, M. Uemura, F. Miyazaki, and H. I. Krebs
    • 学会等名
      2016 IEEE-RAS International Conference on Humanoid Robots (Humanoids2016)
    • 発表場所
      Cancun, Mexico
    • 年月日
      2016-11-15 – 2016-11-17
    • 国際学会
  • [学会発表] 下肢筋骨格ロボットによる前方ペダリングの再現と考察 ―筋シナジーに基づくヒトの運動戦略の解析と制御への応用―2016

    • 著者名/発表者名
      渡邉英知, 奥貴紀, 平井宏明, 吉川史哲, 植村充典, 宮崎文夫
    • 学会等名
      第34回日本ロボット学会学術講演会(RSJ2016)
    • 発表場所
      山形大学(山形県山形市)
    • 年月日
      2016-09-07 – 2016-09-09
  • [学会発表] ヒト上肢の姿勢保持時における終点と平衡点の一致を利用した新しい筋シナジー推定法の提案2016

    • 著者名/発表者名
      吉川史哲, 平井宏明, 渡邉英知, 植村充典, 宮崎文夫
    • 学会等名
      第34回日本ロボット学会学術講演会(RSJ2016)
    • 発表場所
      山形大学(山形県山形市)
    • 年月日
      2016-09-07 – 2016-09-09
  • [学会発表] 足首周りの角運動量を用いたバランス指標に基づく脚ロボットの歩行制御2016

    • 著者名/発表者名
      植村 充典, 平井 宏明, 宮崎 文夫
    • 学会等名
      第34回日本ロボット学会学術講演会(RSJ2016)
    • 発表場所
      山形大学(山形県山形市)
    • 年月日
      2016-09-07 – 2016-09-09
  • [学会発表] サドル支持型体重免荷トレッドミル歩行の運動解析:下肢の平衡点軌道、足先剛性の可視化2016

    • 著者名/発表者名
      長川祐磨, 吉川史哲, 平井宏明, 黒岩晃, 渡邉英知, 植村充典, 宮崎文夫
    • 学会等名
      第10 回モーターコントロール研究会
    • 発表場所
      慶応義塾大学(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2016-09-01 – 2016-09-03
  • [学会発表] 体重免荷方式の違いが歩行に与える影響:吊り上げ型とサドル支持型の比較2016

    • 著者名/発表者名
      吉川史哲, 長川祐磨, 平井宏明, 黒岩晃, 渡邉英知, 植村充典, 宮崎文夫
    • 学会等名
      第10回モーターコントロール研究会
    • 発表場所
      慶応義塾大学(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2016-09-01 – 2016-09-03
  • [備考] 大阪大学 基礎工学研究科 宮崎研究室

    • URL

      http://robotics.me.es.osaka-u.ac.jp

  • [産業財産権] 歩行訓練装置、歩行診断装置、体重免荷装置、歩行訓練方法、及び歩行診断方法2017

    • 発明者名
      平井宏明, クレブス ハーマノ イゴら
    • 権利者名
      平井宏明, クレブス ハーマノ イゴら
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2017-36437
    • 出願年月日
      2017-02-28
  • [産業財産権] Legged mechanism, walking robot, orientation control method, and program2016

    • 発明者名
      M. Uemura, F. Miyazaki, H. Hirai
    • 権利者名
      M. Uemura, F. Miyazaki, H. Hirai
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      PCT/JP2016/060915
    • 出願年月日
      2016-04-01
    • 外国
  • [産業財産権] Motion analysis apparatus, method for analyzing motion, and motion analysis program2016

    • 発明者名
      F. Miyazaki, H. Hirai, M. Uemura
    • 権利者名
      F. Miyazaki, H. Hirai, M. Uemura
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      US 15/104,655
    • 出願年月日
      2016-06-15
    • 外国
  • [産業財産権] 運動解析装置, 運動解析方法及び運動解析プログラム2016

    • 発明者名
      平井宏明, 吉川史哲, 渡邉英知, 長川祐磨, 黒岩晃ら
    • 権利者名
      平井宏明, 吉川史哲, 渡邉英知, 長川祐磨, 黒岩晃ら
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2016-173385
    • 出願年月日
      2016-09-06
  • [産業財産権] Method for determining leg-phase shift timing, leg-phase shift timing determination apparatus, method for controlling walking assistance, and walking assistance2016

    • 発明者名
      M. Uemura, F. Miyazaki, H. Hirai
    • 権利者名
      M. Uemura, F. Miyazaki, H. Hirai
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      US 15/324,136
    • 出願年月日
      2016-12-14
    • 外国

URL: 

公開日: 2018-01-16   更新日: 2022-08-26  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi