筋電制御式機能的電気刺激システムの開発とその臨床応用(4部 運動機能の支援)
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概要
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Functional Electrical Stimulation (FES) is one of the ways to restore motor functions of paralyzed extremities in stroke or cervical cord injury patients. By using our multi-channel FES system, some activities of daily living were restored in a paralyzed hand and arm. Howerer, in order to apply this system in clinical cases, selection of adequate control commands obtained from the patients' residual functions is essential for easy and sophisticated operations. This paper describes control strategy of EMG processing and its application to a C7 quadri-plegic patient for restoring his hand movements. Electromyograms (EMGs) during wrist movements were examined in five normal volunteers by bipolar intramuscular electrodes in order to select the wrist muscles for detecting control signals. It was found that the wrist movements were mainly differentiated by EMGs of the following muscles: extension by the extensor carpi radialis brevis (ECRB), abduction by the extensor carpi radialis longus (ECRL) and flexion by the flexor carpi ulnaris (FCU) or flexor carpi radialis (FCR). Therefore, EMGs of ECRB during wrist extension and FCR during wrist flexion were utilized as control signals for hand grasping and opening movements, respectively. Elimination of the stimulating pulses and evoked potentials (Mwave, etc.) from muscle discharges during active movements was performed by establishing a window of 16 msec for detecting muscle discharges preceding each stimulating pulse. From the clinical application of this system, it was found that grasping and releasing of the patient's hand were successfully achieved by EMG commands of the wrist muscles. Since the patient had utilized tenodesis for grasping light objects, the EMG commands detected from the wrist muscles provided easy and natural control of the hand movement. Thus, EMGs of the wrist muscles are suitable as a control command for FES. Further investigations on the processing of the EMG and the selection of muscles are necessary to develop a more sophisticated FES system.
- バイオメカニズム学会の論文
- 1992-05-20
著者
-
半田 康延
東北大学大学院医学系研究科
-
星宮 望
東北大学大学院工学研究科
-
半田 勉
東北大学
-
半田 康延
東北大学 大学院医学系研究科医科学専攻運動障害学講座運動機能再建学分野
-
星宮 望
東北大学 情報シナジーセンター
-
半田 勉
東北大解剖学第一講座
-
半田 勉
信州大学 第2解剖
-
亀山 順一
東北労災病院理学診療科
-
高橋 博達
国立療養所宮城病院リハビリテーション科
-
高橋 博達
国立療養所宮城病院
-
亀山 順一
東北大学
-
高橋 博達
東北大学
-
高橋 博達
国療宮城病院:国立身障者リハセンターリハ科
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