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Neural dynamics in functional recovery training

Research Project

Project/Area Number 16K01448
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Rehabilitation science/Welfare engineering
Research InstitutionIbaraki Prefectural University of Health Science

Principal Investigator

Matsushita Akira  茨城県立医療大学, 保健医療学部, 講師 (80532481)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 五月女 康作  東京大学, 大学院総合文化研究科, 特任助教 (80608795)
水上 昌文  茨城県立医療大学, 保健医療学部, 教授 (00295429)
門間 正彦  茨城県立医療大学, 保健医療学部, 教授 (10274987)
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
KeywordsロボットスーツHAL / 脳卒中後遺症 / 痙縮 / ボツリヌス治療 / リハビリテーション / ロボットスーツ / 脳卒中 / 1.5T MRIによる機能的MRI / 維持期リハビリテーション / 拡張現実 / 回復期リハビリテーション / ロボット / 機能画像
Outline of Final Research Achievements

For patients with hemiplegia and spasticity due to stroke, an exercise program with a HAL single joint was performed twice a week for 2 weeks after botulinum treatment. In addition to the effect of improving the spasticity of the biceps brachii by botulinum treatment, the tendency of improving the spasticity of the antagonistic muscle, triceps brachii, also was shown. The range of motion of the elbow joint, and flexion and extension torque (force) tended to increase. Thus, although this method was to perform a simple single joint exercise in a short period, it was possible to show the changes associated with ADL expansion.
A large touch screen and mixed reality devices were used in the development of a device that facilitates upper limb flexion and extension movements and simultaneously measures the movements. In both cases, problems with accuracy and stability of the devices were found out.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

HAL単関節を用いた運動プログラムの実施方法や対応する効果については、未だ不透明な部分が多い。今回は、ボツリヌス治療に加えて従来のリハビリテーションを実施していた患者にHAL単関節運動プログラムを加えることで、当初期待された効果に増して、ADLを改善する可能性を示すことができた。また、HALを装着することで密度の濃い運動プログラムを実施できた。今後、実施方法の一つの方向性として、検討を進める必要があると考えられた。
運動促進と計測のデバイスの開発では、実用に足る成果物を提供できなかった。しかし、開発段階でその問題点が明らかになり、今後の機器開発につながるデータを得られた。

Report

(5 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Research-status Report
  • 2017 Research-status Report
  • 2016 Research-status Report
  • Research Products

    (26 results)

All 2020 2019 2018 2017 2016

All Journal Article (12 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 11 results,  Open Access: 3 results) Presentation (13 results) (of which Invited: 1 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Robotic rehabilitation of the paralyzed upper limb for a stroke patient using the single-joint hybrid assistive limb: a case study assessed by accelerometer on the wrist2020

    • Author(s)
      Oga K, Yozu A, Kume Y, Seki H, Tsuchiya N, Nakai K, Matsushita A, Mutsuzaki H, Kohno Y
    • Journal Title

      J. Phys. Ther. Sci.

      Volume: 32

    • NAID

      130007798024

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  • [Journal Article] 神経・筋疾患患者に対するHybrid Assistive Limb(R)を用いた歩行運動処置を取り入れた入院リハビリテーションの効果2020

    • Author(s)
      仲澤諒,吉川憲一,古関一則,松田智行,四津有人,松下明,冨田和秀,河野豊
    • Journal Title

      全国自治体病院協議会雑誌

      Volume: 59(5) Pages: 833-837

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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 神経・筋難病患者に対するロボットスーツ「HAL医療用(下肢タイプ)」を用いたリハビリテーションにおける看護の検討2019

    • Author(s)
      渡辺 明子, 渡邉 ゆり子, 大海 早苗, 小瀧 圭司, 齊藤 信子, 川波 公香, 吉川 憲一, 古関 一則, 河野 豊, 松下 明
    • Journal Title

      茨城県立医療大学付属病院研究誌

      Volume: 22 Pages: 29-38

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  • [Journal Article] Clinical Effect of C2 Peripheral Nerve Field Stimulation Using Electroacupuncture for Primary Headache2018

    • Author(s)
      S Ishiyama, Y Shibata, S Ayuzawa, A Matsushita, A Matsumura
    • Journal Title

      Neuromodulation

      Volume: 21(8) Issue: 8 Pages: 793-796

    • DOI

      10.1111/ner.12772

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  • [Journal Article] White matter diffusion abnormalities in migraine and medication overuse headache: A 1.5-Tesla tract-based spatial statistics study2018

    • Author(s)
      Y Shibata, S Ishiyama, A Matsushita
    • Journal Title

      Clinical Neurology and Neurosurgery

      Volume: 174 Pages: 167-173

    • DOI

      10.1016/j.clineuro.2018.09.022

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  • [Journal Article] Voluntary ambulation using voluntary upper limb muscle activity and Hybrid Assistive Limb(R) (HAL(R)) in a patient with complete paraplegia due to chronic spinal cord injury: A case report.2018

    • Author(s)
      Shimizu Y,Kadone H,Kubota S,Suzuki K,Saotome K,Ueno T,Abe T,Marushima A,Watanabe H,Endo A,Tsurumi K,Ishimoto R,Matsushita A,Koda M,Matsumura A,Sankai Y,Hada Y, Yamazaki M
    • Journal Title

      J Spinal Cord Med

      Volume: 19 Jan Issue: 4 Pages: 1-9

    • DOI

      10.1080/10790268.2017.1423267

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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Rapid stimulation of human dentate gyrus function with acute mild exercise2018

    • Author(s)
      Suwabe Kazuya、Byun Kyeongho、Hyodo Kazuki、Reagh Zachariah M.、Roberts Jared M.、Matsushita Akira、Saotome Kousaku、Ochi Genta、Fukuie Takemune、Suzuki Kenji、Sankai Yoshiyuki、Yassa Michael A.、Soya Hideaki
    • Journal Title

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      Volume: 115 Issue: 41 Pages: 10487-10492

    • DOI

      10.1073/pnas.1805668115

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    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Reply to Gronwald et al.: Exercise intensity does indeed matter; maximal oxygen uptake is the gold-standard indicator2018

    • Author(s)
      Suwabe Kazuya、Byun Kyeongho、Hyodo Kazuki、Reagh Zachariah M.、Roberts Jared M.、Matsushita Akira、Saotome Kousaku、Ochi Genta、Fukuie Takemune、Suzuki Kenji、Sankai Yoshiyuki、Yassa Michael A.、Soya Hideaki
    • Journal Title

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      Volume: 115 Issue: 51

    • DOI

      10.1073/pnas.1818247115

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    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Clinical study of robot suit HAL for patients with stroke in the acute phase2018

    • Author(s)
      丸島 愛樹,河本 浩明,上野 友之,松下 明,五月女 康作,門根 秀樹,渡邉 大貴,羽田 康司,遠藤 歩,清水 如代,晝田 佳世,廣瀬 聖一郎,石川 公久,中井 啓,鶴田 和太郎,滝川知司,伊藤 嘉朗,鶴嶋 英夫,山本 哲哉,井上 貴昭,山崎 正志,松村 明
    • Journal Title

      Japanese Journal of Stroke

      Volume: 40 Issue: 2 Pages: 112-116

    • DOI

      10.3995/jstroke.10522

    • NAID

      130006528533

    • ISSN
      0912-0726, 1883-1923
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  • [Journal Article] 歩行困難な肢体型筋ジストロフィーに対するロボットスーツHAL(R)の歩行練習効果に関する症    例報告,2018

    • Author(s)
      古関一則, 吉川憲一, 小貫葉子, 松下明, 中井啓, 冨田和秀, 河野豊
    • Journal Title

      茨城県立病院医学雑誌

      Volume: 34(2) Pages: 9-14

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      2018 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Active elbow flexion is possible in C4 quadriplegia using hybrid assistive limb (HAL?) technology: A case study2017

    • Author(s)
      Shimizu Yukiyo、Kadone Hideki、Kubota Shigeki、Ikumi Akira、Abe Tetsuya、Marushima Aiki、Ueno Tomoyuki、Endo Ayumu、Kawamoto Hiroaki、Saotome Kousaku、Matsushita Akira、Matsumura Akira、Sankai Yoshiyuki、Hada Yasushi、Yamazaki Masashi
    • Journal Title

      The Journal of Spinal Cord Medicine

      Volume: 40 Issue: 4 Pages: 456-462

    • DOI

      10.1080/10790268.2017.1305036

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      2017 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Functional MRIのすすめ2016

    • Author(s)
      松下明
    • Journal Title

      医学物理

      Volume: 36(2) Pages: 92-96

    • NAID

      130005312336

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    • Open Access
  • [Presentation] 脳卒中急性期の脳機能ネットワークと経時的変化2018

    • Author(s)
      松下明,五月女康作,丸島愛樹,増本智彦,上野友之,河本浩明,中井啓,鶴嶋英夫,羽田康司,山崎正志,山海嘉之,松村明
    • Organizer
      第55回日本リハビリテーション医学会学術集会
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  • [Presentation] ボットスーツを利用した急性期脳出血患者の脳機能ネットワークと経頭蓋磁気刺激による運動誘発電位の変化2018

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      松下明,五月女康作,丸島愛樹,増本智彦,上野友之,河本浩明,中井啓,鶴嶋英夫,羽田康司,山崎正志,山海嘉之,松村明
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      日本脳神経外科学会第77回学術総会
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  • [Presentation] 脳卒中急性期における機能と構造のネットワーク変化2018

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      松下明,五月女康作,丸島愛樹,上野友之,増本智彦,河本浩明,中井啓,鶴嶋英夫,羽田康司,山海嘉之,山崎正志,松村明
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      第47回日本脳神経放射線学会
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  • [Presentation] 脳卒中急性期患者における脳コネクトームの変化と機能2018

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      松下明,五月女康作,丸島愛樹,上野友之,増本智彦,河本浩明,中井啓,鶴嶋英夫,羽田康司,山海嘉之,山崎正志,松村明
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      第41回日本脳神経CI学会総会
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  • [Presentation] 脳卒中急性期における脳機能ネットワーク変化と病変による影響2018

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      松下明,五月女康作,丸島愛樹,上野友之,増本智彦,河本浩明,中井啓,鶴嶋英夫,羽田康司,山海嘉之,山崎正志,松村明
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      第43回日本脳卒中学会学術集会
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  • [Presentation] 脳梗塞急性期の拡散強調画像と機能的MRIによる脳内ネットワーク所見2017

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      松下明,五月女康作,丸島愛樹,上野友之,増本智彦,河本浩明,中井啓,鶴嶋英夫,羽田康司,山海嘉之,山崎正志,松村明
    • Organizer
      第42回日本脳卒中学会学術集会
    • Place of Presentation
      大阪
    • Year and Date
      2017-03-19
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  • [Presentation] 急性期脳卒中患者における病変周囲脳のネットワーク ダイナミクス2017

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      松下明,五月女康作,丸島愛樹,上野友之,増本智彦,河本浩明,中井啓,鶴嶋英夫,羽田康司,山海嘉之,山崎正志,松村明
    • Organizer
      第46回日本脳神経放射線学会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2017-02-17
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  • [Presentation] 基調講演:脳卒中診療の中の大切な時間2017

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      松下明
    • Organizer
      CoMSEP第3回筑波大学・茨城県立医療大学合同公開講座
    • Place of Presentation
      茨城県阿見町
    • Year and Date
      2017-02-12
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    • Invited
  • [Presentation] 脳卒中急性期における脳内ネットワークの変化2017

    • Author(s)
      松下明,五月女康作,丸島愛樹,上野友之,増本智彦,河本浩明,中井啓,鶴嶋英夫,羽田康司,山海嘉之,山崎正志,松村明
    • Organizer
      第54回日本リハビリテーション医学会学術集会
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  • [Presentation] 脳卒中急性期における安静時機能的MRIに対する影響2017

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      松下明,五月女康作,丸島愛樹,上野友之,増本智彦,河本浩明,中井啓,鶴嶋英夫,羽田康司,山海嘉之,山崎正志,松村明
    • Organizer
      第45回日本磁気共鳴医学会大会
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  • [Presentation] 脳梗塞急性期の脳機能ネットワークと経時的変化2017

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      松下明,五月女康作,丸島愛樹,上野友之,増本智彦,河本浩明,中井啓,鶴嶋英夫,羽田康司,山海嘉之,山崎正志,松村明
    • Organizer
      日本脳神経外科学会第76回学術総会
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  • [Presentation] 急性期脳卒中患者における脳機能ネットワークと運動機能の回復過程2016

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      松下明,五月女康作,丸島愛樹,上野友之,増本智彦,河本浩明,中井啓,鶴嶋英夫,羽田康司,山海嘉之,山崎正志,松村明
    • Organizer
      日本脳神経外科学会第75回学術総会
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      2016-09-29
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      2016 Research-status Report
  • [Presentation] Recovery of motor network in acute stroke: Transcranial magnetic stimulation motor evoked potential and resting state functional MRI2016

    • Author(s)
      Matsushita A,Hada Y,Saotome K,Masumoto T,Marushima A,Nakai K,Sankai Y,Yamazaki M,Matsumura A
    • Organizer
      第44回日本磁気共鳴医学会大会
    • Place of Presentation
      大宮
    • Year and Date
      2016-09-10
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  • [Book] 製品開発のための生態情報の計測手法と活用ノウハウ -脳計測・生理計測に基づく客観的な感性評価を商品へ活かす-2017

    • Author(s)
      松下明
    • Publisher
      情報機構
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      2016 Research-status Report

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Published: 2016-04-21   Modified: 2022-01-27  

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