<<本研究室で扱っている研究テーマ
機能的電気刺激（FES）を用いたリハビリテーションシステムの開発
機能的電気刺激(Functional Electrical Stimulation，FES)とは
交通事故などによる脊髄損傷や脳卒中などの脳血管障害によって 運動機能や感覚機能の麻痺が生じることがあります．しかし，末梢の運動神経や筋が正常な場合には，それらに 外部から電気刺激を与えることによって筋が収縮し，関節運動が起こって，動作を補助・再建することができます． これが，機能的電気刺激(FES)の基本的な考え方です．
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FESを用いて麻痺した手足の動作を補助・再建する方法は，これまで多くの臨床的研究が国内外で行われています．その中でも，日本で開発された「筋電図に基づく刺激データ作成法」は，重度の四肢麻痺者の手指を含む上肢の細かな動きを制御する方法として，特に優れています．
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FESを用いた歩行リハビリテーションシステム
脳卒中等により下肢に運動機能障害が生じると，多くの場合，歩行時につま先が下がってしまう下垂足を生じます．
下垂足に対して，短下肢装具（AFO)などを使用することで安定な歩行ができるようになりますが，筋や関節の活動が制限されるため，筋の萎縮や関節の拘縮といった廃用症候群の原因になる可能性があります．
一方，足部を背屈させる働きのある筋や神経に電気刺激を印加することで，下垂足を矯正することが可能になります．
このことを利用して，歩行中の足部の動きをFESで補助して，歩行訓練を行うシステムの開発を行っています．
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| FESによる下垂足の矯正を用いた歩行訓練システム （短下肢装具の代わりにFESで足関節の動きを制御する） |
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| FES歩行システムの概要 |
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| FESの歩行リハビリへの応用に関する研究 |
FES足こぎ車いすリハビリテーションシステム
足こぎ車いすは，自転車のように足で漕ぐことによって走行する車いすであり，自立歩行が困難な高齢者や片麻痺患者でも自分の足で漕いで走行することができます．このため，生活がリハビリに直結する，筋力が低下したり関節が硬化するといった廃用症候群の防止に効果があるという利点があります．
対麻痺患者においても，機能的電気刺激（FES）を下肢動作制御に用いることにより，足こぎ車いすの走行が可能になり，足こぎ車いすの利点を享受できると考えられます．
このテーマでは，市販の足こぎ車いす"Profhand"を用いて，FES足こぎ車いす走行を実現し，リハビリテーションや移動手段として実用化することを目標としています．
現在，Profhandとともに病院などで手軽に利用できるように，装置の小型化，無線化をはかり，FES制御法の構築を進めています．
例えば，対麻痺者の足こぎ車いす走行をFESで制御する方法として，慣性センサを利用してクランク角度を計測し，このクランク角度に応じて，左右の下肢へ交互に電気刺激が印加する方法を構築しています．
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| FES足こぎ車いす制御系の概要 |
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| FES足こぎ車いす走行の様子 | 足こぎ車いす"Profhand" |
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| 電気刺激印加タイミングの例 |
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| FES足こぎ車いす走行中の左右下肢の筋の動き |