複合現実(MR)とHAL単関節を用いた上肢機能改善効果とその神経基盤の解明
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19K11391
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 59010:Rehabilitation science-related
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| Research Institution | Ibaraki Prefectural University of Health Science |
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Principal Investigator |
松下 明 茨城県立医療大学, 保健医療学部, 講師 (80532481)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
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| Keywords | 1.5T MRIによる機能的MRI / 回復期リハビリテーション / ロボットスーツ / 複合現実 / 拡張現実 / 脳卒中 / ロボットスーツHAL / 複合現実(MR) / リハビリテーション |
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| Outline of Research at the Start |
対象は脳卒中後の片麻痺患者とする。HAL単関節を肘関節に，複合現実(MR)デバイスを頭部に装着し，MRデバイスで表示される指示に従い，対象物を目指してリーチング運動を行う課題を用いる。課題は，徐々に難易度を上げるなどして上肢運動の困難感をコントロールしながら，範囲，速さ，精度などに基づき得点を加算し，モチベーションを保つようなプログラムとする。評価は，運動機能評価・機能的MRI，訓練中の運動量，精度などを用いて行う。初年度は健常者も含め実現可能性を評価する。この結果に基づき，次年度以降にクロスオーバー比較試験を行い， HALの効果ならびに関連する脳機能ネットワークを実証する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
これまで、HALを用いた上肢運動の実施とその評価、複合現実(MR)による上肢運動支援・評価アプリケーションの開発を、段階的に進めてきた。しかし、今年度はコロナ対応などのため、予定していたヒトを用いた予備実験を実施できなかった。そのため、アプリケーションの動作の改善とこれまでの結果の発表に向けた準備を行なった。
上肢運動支援・評価アプリケーションの開発は、これまでの予備的試験の結果を元にテストバージョンの修正を繰り返した。今年度は特に、動作の速度の改善と同時に、測定されたデータのジッター（時間軸のずれ）と測定誤差の揺らぎに着目した。その確認のため、VICONといった実績のある高精度のモーションキャプチャ装置との同時計測を行い、誤差測定を明らかにする実験を計画した。本開発機器の位置測定は、限定された数の光学情報（可視領域と赤外線による距離測定）に基づくこと、測定機器も動くことといった制約があるため、測定誤差は構造上止むを得ないと考えられるが、その精度を明確にした上で、開発機器が持つ、小型で装着可能な携帯性、実施・測定に他の機器との接続を必要としない簡便性などといった特徴が運動機能改善に貢献できるように、アプリケーションの表示、測定データの扱い、訓練プログラムについて、改めて詳細を検討してきた。
研究環境については、病院の施設利用制限に応じた対応は今後も必要となるものの、新型コロナウイルス感染症対策に関連する制限が徐々に緩和されている。状況に応じた対応を行いつつ、体制を維持しつつ、予定した試験の実施に向けて、引き続き準備を継続していく。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
新型コロナウイルス感染症の影響を受け、アプリケーションの検証などを目的とした試験の計画が進まず、全般的に遅延している。開発は限定した環境で継続し、より詳細な検証やアプリケーションの改善に向けた知見が得られている。感染対策を行いつつ試験が行えるように準備を行なっていく。
その他、研究環境の点では、当院の放射線科、リハビリテーション科、作業療法士、理学療法士の協力が、継続して得られている。今後もスムーズに臨床研究に移行できる体制を維持していく。
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| Strategy for Future Research Activity |
病院、感染対策チームとも協力しながら、試験実現に向けた計画の改訂を継続していく。また、適宜、アプリケーション改善に取り組む。
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Report
(4 results)
Research Products
(10 results)
