論文 - 南谷　晴之

モデル規範型適応制御器を用いた機能的電気刺激による関節制御

藤田欣也, 板倉直明, 久保公人, 井口弥寿彦,南谷晴之

電子情報通信学会論文誌(1988) J-71D （ 12 ） 2692-2695 1988年12月

研究論文（研究会，シンポジウム資料等）, 共著

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上位運動ニューロン生涯による麻痺者の動作機能再建の目的で行われる機能的電気刺激において負荷の変動, 筋の疲労などによる制御対象の特性変化を補償する一方法としてモデル規範型適応制御器を用いた機能的電気刺激で膝関節角の制御を行い, その有効性を示した。

機能的電気刺激における腓腹筋収縮力の推定

久保公人, 板倉直明, 井口弥寿彦, 藤田欣也, 南谷晴之

電子情報通信学会論文誌 (1988) J-71D （ 11 ） 2474-2477 1988年11月

研究論文（研究会，シンポジウム資料等）, 共著

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機能的電気刺激により下肢関節を制御するときフィードバック信号として関節角または筋張力信号が必要である。筋収縮にともなう筋の硬さと筋張力が比例関係となることを利用して, 関節運動を阻害せずに筋の硬さから筋張力を推定する方法を開発した。その結果, 推定した筋張力のフィードバック信号によって下肢関節のＦＥＳ制御が有効となることを確かめた。

Magnetophoresis for mononuclearcell separation and diagnostic evaluation of the phagocytic capacity of monocyte

H. MInamitani, T. Shimomura, M. Aiba & E. Okada

IEEE/Eng. Med. Biol. , 10th Ann. Conf.(1988 November, New Orleans)    1328-1330 1988年11月

共著

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直流高勾配磁界により免疫細胞を分離する磁気泳動法の原理と基礎特性を詳細に示し, ヒト血中単核球成分のリンパ球と単球をその磁性体小粒子貧食能の違いにより分離した結果について述べた論文である。本法により磁性体をラベリングした免疫細胞が高収率で分離回収できることを明らかにした。

Stability of saccadic eyemovements depending upon attention in tracking a moving target

Y. Ebisawa, H. Minamitani, T. Inagaki, M. Ohmori & M. Takase

IEEE/Eng. Med. Biol. , 10th Ann. Conf.(1988 November, New Orleans)    707-709 1988年11月

共著

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追跡眼球運動中の被験者の視標に対する注意力を高めるためにTarget Brightness Feedback法 を開発し, これを用いてサッケード特性の注意力依存性を調べた。注意力の増加にともないサッケードの振幅とサッケード開始時及び終了時の位置偏差が減少し, 安定した追跡眼球運動が行われることを見い出した。

Evaluation of FES control system employing adaptive and PI controllers

N. Itakura, K. Fujita, K. Kudo, Y. Iguchi & H. Minamitani

IEEE/Eng. Med. Biol. , 10th Ann. Conf.(1988 November, New Orleans)    1738-1740 1988年11月

共著

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本研究では機能的電気刺激の筋収縮制御システムに適応制御系を導入した場合について, 制御系の非線形性に対する安定性を評価した。またＰＩ制御器と適応制御器を結合した新しい制御系を提案し, 安定性をシミュレーションより評価した。その結果, 提案した制御系は適応制御系よりも高い安定性を示した

Laser Doppler microscope for high accurate velocity measurement of microciroculation

E. Okada, H. Minamitani, Y. Fukuoka, C. Ohshio, M. Suematsu, M. Suzuki & M. Tsuchiya

IEEE/Eng. Med. Biol. , 10th Ann. Conf.(1988 November, New Orleans)    1321-1323 1988年11月

共著

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微小循環における赤血球速度の絶対値を正確に測定する顕微鏡型レーザ・ドップラ血流計を開発した。本システムでは血球からの散乱光の受光位置を最適化することによって, レーザ・ドップラ法で微小領域の測定を行う場合に問題となっていた疑似信号の影響を取り除くことに成功している。

磁気泳動による単核球の細胞分離と単球貧食能の評価

南谷晴之, 下村卓司, 相羽雅之, 野村青史

第３回生理生体工学シンポジウム論文集(1988)    155-158 1988年11月

研究論文（研究会，シンポジウム資料等）, 共著

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細胞の磁気特性を利用して細胞分離する磁気泳動法を開発し, その原理基礎特性を明らかにした。また末梢血単核球成分のリンパ球と単球に対して微小磁性体貧食能の差異により両者の分離を可能にした。とくに本法により肝疾患と健常者の単球貧食能を比較検討した結果, 前者の貧食能が有位に低下していることを明らかにした。

ＰＩ制御と適応制御を組み合わせたＦＥＳ制御系の安定性

板倉直明, 久保公人, 井口弥寿彦, 南谷晴之, 藤田欣也

第３回生理生体工学シンポジウム論文集(1988)    43-46 1988年11月

研究論文（研究会，シンポジウム資料等）, 共著

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機能的電気刺激において, 制御器のパラメータが変化する適応制御系を筋張力制御系に導入した場合の対象の非線形性に対する安定性を評価した。またＰＩ制御と適応制御を組み合わせた新しい制御系を提案し, この制御系の非線形性に対する安定性を示すことが明らかになった。

拮抗筋刺激を可変とした閉ループＦＥＳ関節角制御システム

久保公人, 板倉直明, 井口弥寿彦, 南谷晴之, 藤田欣也

第３回生理生体工学シンポジウム論文集(1988)    47-50 1988年11月

研究論文（研究会，シンポジウム資料等）, 共著

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機能的電気刺激により複数の下肢関節の閉ループ制御を行うと各々の関節の運動が他の関節に対しては外乱となることが明らかになっている。その対策としてここでは, 拮抗筋の硬さを可変に制御することで関節の粘性を常に高く保ち, 外乱抑制能力を高めた制御器を提案し, 実験により確認した。

線形モデル化誤差を考慮したＦＥＳ関節運動適応制御系の設計

藤田欣也, 板倉直明, 久保公人, 井口弥寿彦, 南谷晴之

第３回生理生体工学シンポジウム論文集(1988)    51-54 1988年11月

研究論文（研究会，シンポジウム資料等）, 共著

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ＦＥＳフィードバック関節角制御システムにおいて簡易的な改良型適応制御器（ＭＲＡＣＳ）を用い, 非線形ひずみを除去して伝達関数同定の収束性を改善し, 膝関節の主働筋と拮抗筋の同時刺激により円滑な動作制御を可能にした。

追跡眼球運動解析における緩急両成分の分離法―あらゆる種類の運動に対応できる方法―

海老澤嘉伸, 稲垣達也, 大森賢哉, 南谷晴之, 高瀬守一朗

第３回生理生体工学シンポジウム論文集(1988)    195-199 1988年11月

研究論文（研究会，シンポジウム資料等）, 共著

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追跡眼球運動の高速及び低速成分であるサッケードとスムースパーシュート信号を眼球運動速度の閾値処理, フィルタリングならびにスプライン補間を施すことにより分離し, 解析できる方法を提案した。本法の適用で種々の形態の運動視標に対する追跡眼球運動成分の精度良い検出が可能となった。

機能的電気刺激を用いた足, 膝, 二関節閉ループ制御

久保公人, 藤田欣也, 板倉直明, 井口弥寿彦, 南谷晴之

電子情報通信学会論文誌 (1988) J-71D （ 10 ） 2197-2204 1988年10月

研究論文（研究会，シンポジウム資料等）, 共著

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機能的電気刺激により膝と足首二関節を同時制御する閉ループ制御システムを提案した。とくに一方の関節運動が他方に影響を与え, 外乱となるのを抑制するために前置補償器として低減フィルタを挿入し, 両関節の同時制御をかのうにした。

Relation between attention and characteristics of saccade during tracking eye movement

Y. Ebisawa, H. Minamitani, Y. Mori and M. Takase

Systems and Computer in Japan, 19, 10, (1988)    70-79 1988年09月

共著

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Target Brightness Feedback法なるVisual Feedbackを適用し, 動的視標追跡中の被験者に注意力を喚起することにより追跡眼球運動特性, とくにサッケード運動特性がいかに変化するかを調べた。注意力の向上によりサッケードの減少, サッケード開始点の位置偏差の増大, その位置偏差に対するサッケードの大きさの比に減少が見られた。注意力が高まると周辺視で追跡する蛍光がみられ, Saccadic Suppressionを回避するために生ずるものと考えられた。

Microscopic laser Doppler velocimetry for absolute RBCvelocity measurement with high accuracy

E. Okada, H. Minamitani, Y. Fukuda, C. Ohshio, M. Suematsu, M. Suzuki and M. Tsuchiya

15th European Conference on Microcirculation (1988 September, Maastricht) 1988年09月

共著

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レーザードップラ顕微鏡によって血管内の赤血球速度を測定する場合に血管壁から生じる散乱光が及ぼす影響について検討した。理論および基礎実験から通常の光学系では血管壁散乱の影響によって赤血球速度の絶対値は測定できないことを示すと共にその対策を講じた。

鏡面反射光を利用した３光束型レーザー・ドップラ速度計

岡田英史, 福岡　豊, 南谷晴之

計測自動制御学会論文集, 24, 8, (1988)    877-879 1988年08月

研究論文（研究会，シンポジウム資料等）, 共著

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固体表面にレーザー光を入射したとき, その鏡面反射光が幾何光学的な反射の法則にしたがい方向を変えることを利用して, 固体表面の速度と移動方向を同時に測定する３光束型レーザードップラ速度計を提案した。測定対象の特性を有効に利用した速度計であり, 従来の方法に比べ簡単な光学系によって２つの情報を得ることが可能となった。

筋電気刺激張力制御系における立ち上がり時間の解析

板倉直明, 藤田欣也, 久保公人, 南谷晴之

電子情報通信学会論文誌 1988年07月

研究論文（研究会，シンポジウム資料等）, 共著

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機能的電気刺激を用いて筋張力を追従制御する際に制御系の立ち上がり時間の改善による追従性の向上をはかるため５種類の制御器の比較検討を行った。その結果, ＰＩ制御器が最も速い立ち上がり時間を示し, また減衰定数の小さな参照モデルを用いることにより立ち上がり時間の設計値を速くできることを明らかにした。

On the multi-joint control of lower extremity using functional electrical stimulation

Y. Iguchi, K. Kubo, K. Fujita, N. Itakura & H. Minamitani

7th Cong. Inter. Soc. Electrophysiol. Kinesiol. , (1988 June, Enschede) PP 1988年06月

共著

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機能的電気刺激による関節角制御において, ＰＩＤ制御器を用いた閉ループ制御が複数関節の同時制御に対して有効であるかを, 膝, 足の二関節を用いて検証した。その結果, これら二関節を同時に制御した際, 膝関節の運動が足関節に対する外乱として無視できないことが明らかになった。

ＦＥＳによる関節角制御システムの改善と負荷問題

藤田欣也, 板倉直明, 久保公人, 南谷晴之

バイオメカニズム, 9, (1988)    67-74 1988年06月

共著

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機能的電気刺激（ＦＥＳ）を用いた下肢関節角制御において, これまで足関節の自由状態において良好な結果を得ることができた。しかし実用を想定した場合, まだ問題点が多数残されている。本論文では現行のシステムの応答改善を目標値フィルタ, 電極及び刺激方法, 拮抗筋刺激等の点から試み膝関節を制御可能とした。また下肢に対して重要である負荷問題に着目し制御工学的に補償する方向を示した。

Velocity and Moving Angle Measurements of Solid Surfaces by Simple Velocimetry

E. Okada, H. Minamitani, Y. Fukuoka

Review of Scientific Instruments, 59, 6, (1988)    993-995 1988年06月

共著

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レーザ・ドップラ速度計を用いて固体表面の速度計測を行うとき固体表面からは幾可光学的に反射の法則に従う鏡面反射光が生じる。本論文では, この鏡面反射光を利用することによって固体表面の角度（固体表面の光学系に対する傾き角）を測定する方法を提案した。本法では対象の持つ物理的性質を有効に利用しているので, 従来よりもシンプルな光学系構成によって２つの物理量の同時測定が可能になった。

運動指標追跡における注意力と滑動性眼球運動特性との関係―実験およびシミュレーションによる検討―

海老澤嘉伸, 南谷晴之, 守　靖之, 高瀬守一朗

電子情報通信学会論文誌 (1988) J-71D （ 6 ） 1117-1126 1988年06月

研究論文（研究会，シンポジウム資料等）, 共著

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Target Brightness FeedbackなるVisual Feedback法を使い, 滑動性追跡眼球運動の特性が注意力によっていかに変動するかを解析した。注意力の向上に伴い最高運動速度の上昇, 視標に対するギンの増大, 位相の遅れなどの現象が生じることを明らかにした。さらに視標予測機構を有する眼球運動モデルのシミュレーションを行い, これらの現象が視標認知の遅れ時間を補償するように働くために起こることを明らかにした。