渡邉 高志

高齢者や歩行障害者は蹴り出し動作が弱く歩行速度が遅くなり，左右へ身体がぶれるため，転倒危険性が非常に高い．そこで，腓腹筋電気刺激を用いて蹴り出し動作を強化することにより，膝関節及び股関節の運動を誘発して歩容を改善する．同時に転倒危険性を低下でき，歩行速度も増加させ得る歩行補助装置を高齢者や歩行障害者に提供できる．

cycle-to-cycle制御によるFES歩行補助・制御に関する研究

脊髄損傷や脳卒中などによる中枢性の下肢麻痺者の多くに対して実用的な歩行を提供できる運動機能再建手法はこれまでなく，下肢に対する機能的電気刺激（FES）によって歩ける患者は上肢機能が特に優れる場合に限られていた．本研究は，下肢麻痺者の歩行運動の再建に関して，これまでの研究成果では不十分であった部分を補うための問題解決と制御手法の開発を行い，より多くの肢体不自由者のさらなる社会参加を可能にすることを目指す．本研究では，実用性と実現性の高い方法を重点的に進め，下肢麻痺者の歩行運動再建システムの基盤技術を開発する．まず，閉ループ制御や歩行中の制御命令の取得，さらには，FESによる歩行再学習システムに利用するために，両側下肢の関節角度を簡便に計測可能な身体装着型姿勢計測システムを臨床的に利用できるように開発する．また，両脚支持期を含めた歩行全体のシミュレーションが行えるように，下肢のFES応答モデルの改良を行う．これを利用して，杖を用いた安全な歩行機能に着目し，FES歩行のための各種制御アルゴリズムの開発と評価を行えるようにする．一方，不全麻痺者では，FESによる歩行再建の実現性及び実用性が高いことがこれまでの検討結果から確認されたので，不全麻痺者に対する筋電制御による筋力増強制御方式の開発を進める．そして，脳波および眼電図から患者の意図を抽出し，それによりFES制御装置の操作を行うシステムについて検討を行い，FESシステムにおける新たなヒューマンインターフェースシステムの開発を目指す． 上記の基盤技術を統合し，FESを利用して歩行機能を提供する手法を開発し，下肢麻痺者の歩行再建システムを実現することで，下肢麻痺者が車椅子で移動した後に，FESの補助のもとで自分の筋力で立って室内等の範囲を移動することが可能になり，より患者の家庭内自立や社会的自立を促し，介護者の負担をも軽減すると期待される．