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Cycle-to-Cycle制御によるFES歩行再建手法の開発

使用周期控制的 FES 步态重建方法的开发

基本信息

批准号：
15700321
负责人：
渡邉高志
金额：
$ 2.24万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15700321/
关键词：
機能的電気刺激 FES 歩行閉ループ制御ファジー刺激装置片麻痺

项目摘要

実用的で有効性の高いCycle-to-Cycle制御による閉ループFES歩行制御手法を開発するための研究を行い,本年度は以下の成果を得た.(1)筋骨格モデルを,股関節も制御可能にするように改良し,さらに,両側下肢の運動を表現できるようにして,片麻痺者を想定したモデルシミュレーションを実行可能にした.これにより,片麻痺者の健側を健常者の歩行動作計測から得た関節角度軌跡をもとに動作させながら,遊脚期のFES制御を検討することが,計算機シミュレーションで可能になった.(2)上記の改良した筋骨格モデルを用いた計算機シミュレーションにより,cycle-to-cycle制御による歩行の遊脚期のFES制御を,ファジー制御器を用いることで比較的容易に実現できることを示した.また,cycle-to-cycle制御で必要となる各筋への刺激タイミング表の設計指針を計算機シミュレーションで検討した.健常者の歩行中の筋電図(EMG)のパターンだけではFES制御は困難であり,筋の機能や筋骨格系の運動学的な知見を反映させて刺激タイミング表を作成することが有効であることを示した.(3)製作したプログラマブル電気刺激装置について,ポータブル化を考慮して新しく設計した刺激回路による電気刺激の効果を試験した.運動発現のための刺激効果は十分であったが,パルス振幅の安定性と,刺激データやセンサ計測データの通信速度の改善が必要であったことから,刺激装置内のマイクロコントローラのプログラム等を修正し,実用的に使用できるように改善した.(4)ジャイロを用いた簡便な下肢関節角度の計測センサの製作,下肢運動制御実験用器具の設計・製作を行い,上記の刺激装置とあわせて,下肢FES制御の実験システムを構築した.健常者での基礎実験を通して,実験システムの評価を行い,充分機能することを確認した.

Highly effective cycle-to-cycle control technique used As a result of this research, the following results were obtained this year. (1) Muscle and bone structure, hip joint control and possible improvement , さらに, 両The performance of the movement of the lower limbs is できるようにして, and it is possible for people with paralysis to think about itにした.これにより, a person with paralysis on the healthy side and a healthy person on the normal side, a measurement of the movement of the joint, a trajectory of the joint angle, and a movement of the joint , the game's FES control system, the computer control system, and the computer control system. (2) Improvement of the above mentioned Muscle grid モデルを用いたcomputer シミュレーションにより, cycle-to-cycle control による歩行の行の足The FES control device in the period is relatively easy to use, and the control device is relatively easy to use. -To-cycle control is necessary, each muscle is stimulated, the design pointer of the table is designed, and the computer is designed to be used.した. The healthy person's walking in the middle of the muscle electricity (EMG) のパターンだけではFES control is difficult であり, the function of the muscle is the muscle and bone grid The knowledge of the system of kinematics reflects the stimulation of the kinesiology and the stimulation of the expression is made.たプログラマブルElectric stimulation device について, ポータブル化をConsidering して新しく Design したstimulation circuit によるElectric stimulation のThe effect is the test. The stimulation effect of the exercise is very good, the stability of the vibration amplitude is good, and the stimulation effect is very good. Measuring the necessary improvements in communication speed, stimulating the communication speed in the device, etc.を Correction し, 実に Use できるように to improve した. (4) ジャイロをいた Simple measurement of lower limb joint angles センサのProduction, design and production of equipment for lower limb movement control, を行い, stimulating device mentioned above, lower limb FES control equipmentテムをConstructionした. A healthy person's basic foundation 実験を通して, 実験システムのreview価を行い, full function することをconfirmation した.