生体信号を用いた遊びの拡張と理学療法支援への応用

本研究では，身体運動とそれに伴って変化する生体・物理信号を遊びに組み入れた，即興的に個人適用可能な生体信号計測・提示可能な玩具システムの実現を通じて，利用者の遊びへの自発的な参加や他者との協調や競争を介して遊び行動誘発する遊びの拡張遊びの拡張や，玩具型機器を用いた運動訓練・指導の実現を目指す．ここでは生体信号として筋電図に着目し，定常的な生体信号を遊びへ組み入れるための技術開発を進めるとともに，臨床研究，特にモチベーションの維持が難しいリハビリテーションや，訓練への動機が希薄な小児電動義手ハビリテーションなど療法への応用を通じて生体信号を組み合わせた遊びの利用領域の拡大を目指すものである.本年度は，以下に記す小児筋電義手訓練へのブロック型機器の臨床現場での実証研究（１）を実施し，ブロック型機器を用いた訓練評価への有効性を明らかにした．さらに研究を進める上で明らかとなった生体信号計測への工学的な課題（２）に取り組み工学，リハビリテーションに関する横断的な研究を進展させた．ここでは，（１）先天性腕欠損症小児の筋電義手運動訓練の訓練支援機器としてブロック型機器を導入し，適用可能性および筋電義手訓練の訓練評価に関する研究を実施し，筋電義手駆動が筋電位か体動ノイズ等が由来かの自動判別手法を開発した．本提案手法とビデオ解析とを比較し両者の差が小さいことを明らかにし，成果をとりまとめた．一方で体動による筋電義手の駆動は，身体運動と筋電義手の駆動の因果関係の学習を目的とする訓練では問題となる．そこで（２）筋電義手と前腕部との接続を担うソケット部が成長により適合性が悪化することなどに対応するため，断端部の3次元形状の計測と，ソケットとして適した形状変更を施した3次元モデル作成方法を提案し，3Dプリンタにて出力することで，比較的適合性の高い小児用のソケットが作成できることを明らかにした．

本研究では，身体運動とそれに伴って変化する生体・物理信号を遊びに組み入れた，即興的に個人適用可能な生体信号計測・提示可能な玩具システムの実現を通じて，利用者の遊びへの自発的な参加や他者との協調や競争を介して遊び行動誘発する遊びの拡張遊びの拡張や，玩具型機器を用いた運動訓練・指導の実現を目指す．ここでは生体信号として筋電図に着目し，定常的な生体信号を遊びへ組み入れるための技術開発を進めるとともに，臨床研究，特にモチベーションの維持が難しいリハビリテーションや，訓練への動機が希薄な小児電動義手ハビリテーションなど療法への応用を通じて生体信号を組み合わせた遊びの利用領域の拡大を目指すものである.本年度は，以下に記す小児筋電義手訓練へのブロック型機器の臨床現場での実証研究（１）を実施し，ブロック型機器を用いた訓練評価への有効性を明らかにした．さらに研究を進める上で明らかとなった生体信号計測への工学的な課題（２）に取り組み工学，リハビリテーションに関する横断的な研究を進展させた．ここでは，（１）先天性腕欠損症小児の筋電義手運動訓練の訓練支援機器としてブロック型機器を導入し，適用可能性および筋電義手訓練の訓練評価に関する研究を実施し，筋電義手駆動が筋電位か体動ノイズ等が由来かの自動判別手法を開発した．本提案手法とビデオ解析とを比較し両者の差が小さいことを明らかにし，成果をとりまとめた．一方で体動による筋電義手の駆動は，身体運動と筋電義手の駆動の因果関係の学習を目的とする訓練では問題となる．そこで（２）筋電義手と前腕部との接続を担うソケット部が成長により適合性が悪化することなどに対応するため，断端部の3次元形状の計測と，ソケットとして適した形状変更を施した3次元モデル作成方法を提案し，3Dプリンタにて出力することで，比較的適合性の高い小児用のソケットが作成できることを明らかにした．