| 研究概要 |
機能的電気刺激(FES)による麻痺肢の動作制御では,筋疲労の早期発生が問題であり,FESを用いた運動リハビリテーションにおいても訓練の実施や効果判定に影響する.今年度は,ダブルパルスによるM波を用いた筋疲労評価法,FES制御法,動作計測と情報提示について,以下の研究を行った.
1.表面電極を用いたFES制御中にM波を計測するために,小型,電池駆動のM波計測用筋電増幅器を製作した.また,表面電極用の小型電気刺激装置を製作し,繰り返し運動のためのcycle-to-cycle制御に基づくファジィFES制御器を実装した.そして,FESによる運動リハビリテーションとして短時間電気刺激による繰り返し訓練を想定し,断続的なバースト刺激に筋疲労評価用の追加パルスを加えた刺激パルス列で外側広筋を電気刺激し,等尺性条件下での膝伸展力発生および膝伸展角度制御においてM波を計測した,筋疲労により,張力の減少やバースト刺激時間の増加が観測されたとき,追加パルスによって得られたM波振幅は他のM波と比べて大きく減少し,追加パルスを用いたM波の筋疲労評価への利用可能性が示された.
2.FES制御において非線形特性に適切に対応するために,制御対象の電気刺激応答特性をフィードバック誤差学習法により学習するFES制御器について,計算機シミュレーションによる検討を行った.PID制御器にFES制御用アンチリセットワインドアップ機能を導入することで,学習が改善すること確認した.
3.患者が運動の状態を認識して随意指令を調節するために,関節角度情報を振動刺激により健常部位に提示するバイオフィードバック部を製作した.目標角度到達,目標角度維持での情報提示を健常者で検討し、リアルタイムフィードバックの有効性を確認した.また,歩行リハビリテーションを想定し,下肢関節角度を計測するためのウェアラブルセンサシステムを構築し,安定した精度で計測できることを確認した.
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