筋疲労を考慮したFES制御法に関する研究  [in Japanese] Lower-limb Joint Torque and Position Controls by Functional Electrical Stimulation (FES)  [in Japanese]

FESとは, 不随意筋を電気パルスで刺激し, 運動機能再建を目指したもので, これまで主に脊髄損傷患者を対象としてきた. 本研究では, 急性期脳機能障害患者にFESを適用し, 患者が想起した運動イメージに合わせて関節トルクや角度を制御することによる随意機能回復を目指す. 患者自身の運動による筋紡錘やゴルジ腱器官等からの感覚受容フィードバックの有効利用と運動イメージの相乗効果で, 随意運動機能の回復, つまり脳内運動マップの再構成をサポートすることができると期待される. 本研究ではリハビリ支援への応用を目的として, これまでFES制御の際に問題となっていた筋疲労を補償した関節トルク及び姿勢制御法を提案する.

The present research discusses a FES controlling method for promoting the functional recovery of voluntary movements in the early rehabilitation of hemiplegia patients or imperfect paralysis patients by apoplexy etc. If the patient's muscles are activated through the external stimulation synchronizing with his/her motor intentional images, the feedback impulses from the sensory receptors within the limb could stimulate the sensory and motor areas, which results in helping to rebuild a new motor map in the cerebral cortex. The patient's muscles are activated by Functional Electrical Stimulation (FES) for the betterment of rehabilitation process. Then, it is required to control the joint torque and position coordinated with the patient's motor intention. So the present paper proposes a method to control them by FES including the compensation for the muscle fatigues.