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2016 年度 実績報告書

BMIを用いたペダリング型下肢運動リハビリテーションシステムの構築と有用性の検討

研究課題

研究課題/領域番号 26282162
研究機関東京大学

研究代表者

満渕 邦彦  東京大学, 情報理工学(系)研究科, 教授 (50192349)

研究分担者 荒木 望  兵庫県立大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (10453151)
深山 理  東京大学, 情報理工学(系)研究科, 助教 (30508205)
中谷 真太朗  鳥取大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (10781700)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワードブレインマシンインタフェースシステム / リハビリテーション / 医療・福祉 / 脳・神経 / 生物・生体工学 / 生体・生命情報学
研究実績の概要

平成28年度は、昨年にひき続きペダリング模擬装置を用いて、脳波(β帯域のERD検出)により足漕ぎの動作意図を実時間で検出し、ペダリング装置に固定した被験者の肢を強制作動させるハードウエア・ソフトウエアの改善を行うとともに、強制作動させる際にFESの併用も試みた。ハードウエアの改良に関しては、まず、実際に患者が臨床で簡易に使用しうるシステムの構築を目標におき、ペースト等を使用しないドライ電極(市販品、及び、NICT の成瀬氏らの開発によるもの)を用い、ヘッドキャップの形状についても、頭皮と電極が適正に接触するように種々改良を加え、また、固定型のペダリング装置以外にも、実際に走行しつつ足を回転させる足漕ぎ車椅子システムの作動も行った。健常人と実際の脊髄損傷の患者さんを対象とした動作意図検出実験を繰り返し、脳波α,β帯域のERD検出による動作意図を実時間検出するためのソフトウエアの改善に注力したが、現時点では、ドライ電極を用いた場合は、ペーストを使用するウエット電極に比してβ帯域では良好なS/N比が得にくく、正答率も良くないという結果であり、現在、電極のピン構造と、ヘッドキャップの改善に取り組んでいる。実験は、ドライ電極・ウエット電極を用いて、1) 健常な被験者に実際にペダリングしてもらった際の脳波による漕ぎと静止の判別、2)健常な被験者にペダルを漕ぐ動作をイメージしてもらった際の脳波による判別、及び、3) 脊髄損傷の患者さんにペダリングをイメージしてもらった際の脳波による(漕ぎ・静止の)判別、について正答率の比較検討を行ったが、脊髄損傷の患者さんのイメージングによる判別3)は、2)と比べても比較的高い成績を得ることができており,症例によっては1)の場合に近い正答率を得ることができている。なお、本システムのリハビリに対する促進効果については、今後更に検討を要する。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

28年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2016

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (6件)

  • [雑誌論文] 下肢麻痺患者の運動企図を反映したリハビリテーションシステムに対する機能的電気刺激装置の適用検討2016

    • 著者名/発表者名
      中谷真太朗, 井尻蓮, 荒木望, 小西康夫, 満渕邦彦
    • 雑誌名

      第7回日本ニューロリハビリテーション学会学術集会抄録集

      巻: 抄録集 ページ: 112 - 112(1頁)

  • [雑誌論文] 上肢リハビリテーションのためのワイヤ駆動型肘関節屈伸装置の開発2016

    • 著者名/発表者名
      王正宇, 中谷真太朗, 荒木望, 小西康夫, 満渕邦彦
    • 雑誌名

      ロボティクス・メカトロニクス講演会2016(Robomech2016)講演論文集

      巻: 抄録集 ページ: -

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evaluation of Steady-State Visual Evoked Potential by using Corresponding Frequency Band of Movement-Related Desynchronization2016

    • 著者名/発表者名
      Shinya Sakata, Ren Ijiri, Nozomu Araki, Shintaro Nakatani, Yasuo Konishi and Kunihiko Mabuchi
    • 雑誌名

      計測自動制御学会 ライフエンジニアリング部門シンポジウム2016(第31回生体・生理工学シンポジウム)PROGRAM

      巻: 抄録集 ページ: 158 - 159

    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] アクティブ電極型脳波計によるドライ計測のための低刺激な頭皮上脳波測定用接触子の検討2016

    • 著者名/発表者名
      井尻蓮, 荒木望, 中谷真太朗, 小西康夫, 満渕邦彦
    • 雑誌名

      平成28年度日本機械学会関西支部大会講演論文集

      巻: 抄録集 ページ: 88 - 91

    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 生体情報制御による動物模擬ロボットプラットフォーム2016

    • 著者名/発表者名
      今野直人、工藤大輝、深山理、平野健、満渕邦彦、齋藤敬
    • 雑誌名

      ロボティクス・メカトロニクス講演会 2016(Robomech2016)講演論文集

      巻: 抄録集 ページ: -

    • 査読あり
  • [学会発表] アクティブ電極型脳波計によるドライ計測のための低刺激な頭皮上脳波測定用接触子の検討2016

    • 著者名/発表者名
      井尻蓮, 荒木望, 中谷真太朗, 小西康夫, 満渕邦彦
    • 学会等名
      平成28年度日本機械学会関西支部大会
    • 発表場所
      近畿大学和歌山キャンパス(紀の川市)
    • 年月日
      2016-12-10
  • [学会発表] Evaluation of Steady-State Visual Evoked Potential by using Corresponding Frequency Band of Movement-Related Desynchronization2016

    • 著者名/発表者名
      Shinya Sakata, Ren Ijiri, Nozomu Araki, Shintaro Nakatani, Yasuo Konishi and Kunihiko Mabuchi
    • 学会等名
      計測自動制御学会 ライフエンジニアリング部門シンポジウム2016
    • 発表場所
      大阪国際交流センター(大阪市)
    • 年月日
      2016-11-04
  • [学会発表] 時不変ダイナミクス条件下における神経発火頻度に基づくサル手先軌道の推定2016

    • 著者名/発表者名
      深山理、宮下英三、満渕邦彦
    • 学会等名
      第10回モータコントロール研究会
    • 発表場所
      慶応義塾大学(横浜市)
    • 年月日
      2016-09-02
  • [学会発表] 上肢リハビリテーションのためのワイヤ駆動型肘関節屈伸装置の開発2016

    • 著者名/発表者名
      王正宇, 中谷真太朗, 荒木望, 小西康夫, 満渕邦彦
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2016
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(横浜市)
    • 年月日
      2016-06-10
  • [学会発表] 生体情報制御による動物模擬ロボットプラットフォーム2016

    • 著者名/発表者名
      今野直人、工藤大輝、深山理、平野健、満渕邦彦、齋藤敬
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2016
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(横浜市)
    • 年月日
      2016-06-10
  • [学会発表] 下肢麻痺患者の運動企図を反映したリハビリテーションシステムに対する機能的電気刺激装置の適用検討2016

    • 著者名/発表者名
      中谷真太朗, 井尻蓮, 荒木望, 小西康夫, 満渕邦彦
    • 学会等名
      第7回日本ニューロリハビリテーション学会学術集会
    • 発表場所
      神戸国際会議場(神戸市)
    • 年月日
      2016-05-21

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公開日: 2018-01-16  

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