本態性振戦患者のふるえを抑制する空気圧アクチュエータを用いた装着型ロボットの開発

开发使用气动执行器的可穿戴机器人来抑制特发性震颤患者的震颤

• 批准号: 13J05428
• 负责人: 松本 侑也
• 金额: $ 1.73万
• 依托单位: Waseda University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2013
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2013-04-01 至 2016-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13J05428/
• 关键词: 装着型ロボット; ソフトアクチュエータ; 本態性振戦; 日常生活支援

本研究では，本態性振戦という不随意のふるえを有する方のふるえを外部から物理的に軽減する 装着型ロボットの開発しており，ふるえを軽減するだけでなく，装着時の関節への負担やロボットによる拘束を必要最低限にするために，技術課題①「人体の形状に沿わせた柔軟なアクチュエータを用いて関節を拘束する技術」，技術課題②「ふるえの強度に応じて拘束の強さを調整する技術」，技術課題③「動作意図に基づいて関節を拘束すべきタイミングを判断する技術」を解決することが必要と捉え研究を進めている．本年度は，技術課題①に関連して，柔軟材料を用いたハードウェアを開発し，関節拘束性能の評価を実施した．ハードウェアは，ワイヤや非伸縮性の生地などの柔軟材料の 材料特性を考慮し，三点固定の原理の考え方に根ざした柔軟材料の配置とすることにより，アクチュエータ作動時に柔軟材料の剛性が変化して，装着者の関節の拘束状態を可変可能な機構とした．アクチュエータの出力は第2年度に計測したふるえ発生時の本態性振戦患者の肘関節周りのトルクの計測結果に基づいて決定した．関節拘束性能評価は機能的電気刺激によって本態性振戦患者のふるえの症状を模擬した健常者を被験者として実施した．評価の結果，拘束以前の振戦の強度に依存するものの，別途，実験より導出した食事動作を実施するという目的を満たすための目標水準まで振戦を軽減可能なハードウェアを構築できたことを確認した．

在这项研究中，我们的目标是从身体上减少患有不自主震颤（称为特发性震颤）的人的震颤。我们正在开发一种可穿戴式机器人，为了不仅减少颤抖，而且尽量减少穿戴时对关节的负担和机器人的束缚，我们正在解决以下技术问题： 1. 使用执行器的关节我们认为，可以解决技术问题②“根据颤抖的强度调整约束强度的技术”和技术问题③“根据运动意图判断何时约束关节的技术”。是必要的，并且正在研究中。今年，针对技术问题1，我们开发了使用柔性材料的硬件并评估了关节约束性能。硬件考虑了金属丝和不可拉伸织物等柔性材料的材料特性，通过基于三点固定原理排列柔性材料，当致动器被激活时，柔性材料的刚性发生变化，可以改变佩戴者的关节约束状态。执行器的输出是根据研究第二年期间测量的特发性震颤患者肘关节周围的扭矩确定的。使用功能性电刺激模拟特发性震颤患者的震颤症状的健康受试者进行关节约束性能评估。评估的结果是，尽管这取决于约束前的震颤强度，但我们能够构建可以将震颤降低到目标水平的硬件，以满足实施实验所确认的单独饮食行为的目的。

项目成果

動力義手制御に向けた筋隆起位置変化に基づく関節角度の推定

基于肌肉凸起位置变化的关节角度估计用于动力假肢手控制

• 发表时间: 2014
• 作者: Yuya Matsumoto;Yasutaka Nakashima;Masatoshi Seki;Takeshi Ando;Yo Kobayashi;Hiroshi Iijima;Masanori Nagaoka;Masakatsu G. Fujie;松本侑也，川崎基資，金石大佑，雨宮元之，中島康貴，關雅俊，安藤健，小林洋，飯島浩，長岡正範，藤江正克;加藤陽，松本侑也，小林洋，藤江正克
• 通讯作者: 加藤陽，松本侑也，小林洋，藤江正克

手先の加速度と上肢の姿勢計測に基づく本態性振戦患者の振戦発生自由度特定手法の構築

基于手部加速度和上肢姿势测量的特发性震颤患者震颤发生自由度识别方法的建立

• 发表时间: 2014
• 作者: Yuya Matsumoto;Yasutaka Nakashima;Masatoshi Seki;Takeshi Ando;Yo Kobayashi;Hiroshi Iijima;Masanori Nagaoka;Masakatsu G. Fujie;松本侑也，川崎基資，金石大佑，雨宮元之，中島康貴，關雅俊，安藤健，小林洋，飯島浩，長岡正範，藤江正克
• 通讯作者: 松本侑也，川崎基資，金石大佑，雨宮元之，中島康貴，關雅俊，安藤健，小林洋，飯島浩，長岡正範，藤江正克

ふるえ抑制ロポットにおける効果的にふるえを抑制可能なフレーム形状の工学的検討

抑制震颤机器人有效抑制震颤的框架形状工程研究

• 发表时间: 2013
• 作者: 松本侑也;陳瑋煒;雨宮元之;金石大佑;中島康貴;關雅俊;安藤健;小林洋;飯島浩;長岡正範;藤江正克
• 通讯作者: 藤江正克

Development of an Elbow-Forearm Interlock Joint Mechanism Toward an Exoskeleton for Patients with Essential Tremor

开发针对特发性震颤患者外骨骼的肘前臂互锁关节机构

• DOI: 10.1109/iros.2014.6942837
• 发表时间: 2014
• 期刊: IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems
• 作者: uya Matsumoto;Motoyuki Amemiya;Daisuke Kaneishi;Yasutaka Nakashima;Masatoshi Seki;Takeshi Ando;Yo Kobayashi;Hiroshi Iijima;Masanori Nagaoka;Masakatsu G. Fujie
• 通讯作者: Masakatsu G. Fujie

Development of a Filtering algorithm to Demodulate Electromyogram Signal of Essential Tremor Patients

开发解调特发性震颤患者肌电信号的过滤算法

• 发表时间: 2014
• 作者: Yuya Matsumoto;Yasutaka Nakashima;Masatoshi Seki;Takeshi Ando;Yo Kobayashi;Hiroshi Iijima;Masanori Nagaoka;Masakatsu G. Fujie
• 通讯作者: Masakatsu G. Fujie