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双方向ニューロフィードバックによる神経刺激型再運動学習パラダイムの開発

使用双向神经反馈开发神经刺激远程学习范式

基本信息

批准号：
17H06504
负责人：
林部充宏
金额：
$ 1.75万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
财政年份：
2017
资助国家：
日本
起止时间：
2017-08-25 至 2019-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

脳卒中すなわち脳血管障害の増加は全世界で社会的に深刻な問題を起こしうる要因のひとつとなっており患者、介護者と社会に大きな経済的負担を課している。この傾向は高齢化社会に伴いさらに今後深刻になることが予想される。本研究は脳の可塑性と脳の持つ運動学習の原則を考慮してリハビリテーションを行えるブレイン・マシン・インタフェース型機能的電気刺激システムの開発を目指す。平成29年度では、機能的電気刺激システムの制御アルゴリズムの開発を行った。フィードバックするべき運動情報をいかに筋肉への機能的電気刺激システムで実現できるかを検討し、システムの設計、制御デザインを行った。望まれる筋肉の活性化を電気刺激によっていかに真に生み出せるかの問題があるが、EMGに基づく閉ループ制御機能を持つFESを開発した。電気刺激によって誘起される筋肉の反応をみながら電気刺激を行う点が従来の方法にない新しいアプローチである。本研究ではリアルタイムに電気刺激により誘起された筋力を補償しながら行う制御を実現した。またこれまでの結果に基づきそれを発展させて正確で信頼性のあるFESシステムを実現し，特にポータブルな筋肉電気制御システムにて本制御則の検証を行った。以前所属したフランスの機関と連携して脊髄損傷患者の筋肉において本制御の検証実験を解析し、論文誌に掲載した（International Journal of Neural Systems）。本研究の成果でThe 15th Annual Delsys Prize for Innovation in Electromyographyを受賞した。本賞は、米国De Luca Foundationが主催するEMG（Electromyography）技術のInnovationに関する国際的な賞で、日本人としては初めての受賞となった。

The increase in stroke vascular damage is a profound problem for society worldwide, and the main causes are patients, caregivers, and social burdens. This tendency is to elevate society and to think deeply about the future. This study considers the principles of plasticity and sustained motor learning, and provides guidance for the development of electrical stimulation systems for the development of functional models. In 2009, the development of functional electrical stimulation system was carried out. The electrical stimulation system of muscle function is realized through the discussion of the design and control of the system. The activation of muscle and muscle is expected to be stimulated by electrical stimulation, and the problem of EMG and FES is solved. The method of electrical stimulation is new. In this study, the effect of electrical stimulation on the induction of muscle force was studied. The results of this study are based on the development of accurate information and FES system implementation, especially in the field of electronic control system. An analysis of the mechanisms and mechanisms involved in spinal cord injury in patients with spinal cord injury was published in the International Journal of Neural Systems. The 15th Annual Delsys Prize for Innovation in Electrography The United States De Luca Foundation has been promoting the Innovation of EMG (Electrography) technology.