研究室公開

OPEN LABORATORY

医工学・ヘルスケア

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人の動きを測る、調べる、制御する

麻痺した運動機能の補助・再建とリハビリ支援

渡邉研究室

EXHIBIT

オープンキャンパスでの展示

ウェアラブルセンサでの運動計測や電気刺激によるる運動発現のデモ、パネル展示。

日常生活や社会生活を送る上で、運動機能は重要な役割を担っています。立ち上がる、歩くといった普段の動きも、障害を持った方やお年寄りにとっては大変になります。本研究室では、脊髄損傷や脳卒中等により手足の麻痺した方の動作を機能的電気刺激(FES)を用いて補助・再建する技術、ジャイロや加速度センサを用いたウェアラブル運動計測・評価技術、運動機能改善のためのリハビリテーション技術などの研究開発を行っています。

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機能的電気刺激(FES)による麻痺した手足の制御

脊髄損傷や脳卒中などによって、手足を自分で動かすことができない運動機能麻痺が生じます。このような場合でも、神経や筋は正常な場合が多いので、電気刺激に反応し運動を発現することができます。これがFESという技術です。本研究室では、一人ひとりが違った性質を持つたくさんの筋や関節運動を、自由に、かつ正確に制御するための方法を研究しています。

ウェアラブルセンサによる運動計測と評価

リハビリテーションにおいて、運動機能の状態を正確に把握することは、一人ひとりの訓練プログラムを作る上で大切であり、それによって効果的なリハビリテーションになると考えられています。また、退院後、自宅に戻ってからもリハビリを継続することは重要で、運動の様子をモニタすることは運動機能の維持改善に有効な情報を提供できます。このような目的で、慣性センサ(加速度センサやジャイロセンサ)などを用いたウェアラブルセンサシステムが有用です。本研究室では、慣性センサにより計測した情報から運動機能を評価する指標を得る方法、実生活で役立つモニタリング方法などを研究しています。

電気刺激を応用したリハビリテーション法の開発

FESは、自身の神経・筋を活動させて運動機能の補助・再建を行う技術ですので、治療的効果も期待されます。例えば、麻痺により筋が動かなくなると、筋が萎縮したり、関節が固くなったりしますし、筋力も低下します。また、筋が動かないことで末梢の血流も悪くなります。これらに対して、電気刺激で筋を活動させて関節を動かすことで、予防や回復につながることが報告されています。さらには、中枢の運動制御系の再学習に対する促進効果(随意性改善)の可能性も報告されています。FESによる治療効果はリハビリテーションにおいても期待されていますので、新しいリハビリテーション法へ展開するためのFESを応用した技術の研究開発を行っています。