| Project/Area Number |
20K09751
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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 56050:Otorhinolaryngology-related
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| Research Institution | Niigata University |
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Principal Investigator |
大島 伸介 新潟大学, 医歯学系, 助教 (70632438)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
堀井 新 新潟大学, 医歯学系, 教授 (30294060)
和田森 直 長岡技術科学大学, 工学研究科, 助教 (60303179)
野々村 頼子 東京慈恵会医科大学, 医学部, 助教 (60807022)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2023: ¥260,000 (Direct Cost: ¥200,000、Indirect Cost: ¥60,000)
Fiscal Year 2022: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2021: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
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| Keywords | 感覚代行 / PPPD / フォースプレート / 重心動揺計 / 聴覚伝導路 / 平衡トレーニング |
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| Outline of Research at the Start |
本研究の目的は、聴覚刺激を用いた感覚代行システムを用いて、PPPD症例に対して新しいめまい治療、感覚代行トレーニングプログラムの構築を目指すことである。対象はPPPD症例とし、コントロール群は慢性めまいの一つである心因性めまい症例とする。新たに開発する感覚代行装置、動的平衡測定装置やスマートフォンアプリ「iめまい日記」を用いて効果評価を行い、感覚代行システムを用いた新たな平衡トレーニングプログラムを構築する。また、感覚代行トレーニングの奏功機序解明のため、fMRIを用いて脳機能の可塑性を検証する。なお、感覚代行装置、動的平衡測定装置、アプリの開発は、長岡技術科学大学工学部と共同で行う。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、前庭覚、視覚、体性感覚に加えて聴覚刺激を用いた感覚代行を第４の平衡情報として入力することにより、視覚入力、体性感覚入力の重みづけ、過剰反応をリセットし、PPPDの病態に即した新たな治療法を構築することである。
われわれは共同研究者である長岡技術科学大学工学部の和田森らとともに、聴覚刺激を用いた平衡覚の感覚代行デバイスの開発を行っている。まず試作機として新規平衡センサー(V-box)を開発した。V-boxは9軸のモーションセンサーを搭載し、ヘッドホンに固定して頭部の角速度を測定、得られたデータをタブレットへ転送して平衡情報を音刺激に変換し、ヘッドホンから音刺激として出力する。V-boxの感知角度に閾値を設定し、閾値以下の頭部偏位が少ないと無音、閾値以上に偏位するとヘッドホンから傾きに応じて音が出るように設定した。
さらに使いやすいシステムを目指し、速度センサーを内蔵するイヤホンであるapple社のAirpods proを使用して同様の測定を行った。ラバーロンベルグ率、閉眼ラバー比ともに感覚代行の有無、無音領域の角度閾値の相違による視覚依存性、体性感覚依存性に有意差を認めなかった。
PPPDの病態に即して、感覚代行の効果を従来の既存の重心動揺検査では評価することが難しく、平衡機能評価の新たな指標が必要と考え、簡便にCOM身体質量中心の変位、加速度を同時測定することが可能なフォースプレートを用いて、PPPD患者を対象に、平衡維持の入力、出力、剛性を分離して解析した。PPPDは正常に比べ、前後方向ではCOM変位の相違を認めず、COM加速度、Gradは有意に高く、左右方向ではCOM変位、加速度ともに大きく、Gradは有意差を認めなかった。PPPDの感覚代行前後で、前後左右ともにCOM変位、加速度、Gradに有意差を認めなかった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
平衡センサーであるV-boxは新規開発であり、その性能の検証に時間を要した。センサーの精度、装着部位による相違、重心動揺検査を同時測定した結果、動揺の大きさは同様にラバー負荷、閉眼で大きくなることを確認した。しかし、小型化や審美性、bluetooth接続の安定性、インターフェースを向上させる目的で、V-boxからairpods proに変更した。Airpods proでV-boxと同様の測定を行い、再現性を確認するのに時間を要した。
また従来の既存の重心動揺検査では感覚代行の効果を評価することが難しく、PPPDの病態仮説にあわせた平衡機能評価の新たな指標が必要と考え、簡便にCOM身体質量中心の変位、加速度を同時測定することが可能なフォースプレートを用いて、PPPD患者を対象に、平衡維持の入力、出力、剛性を分離して解析している。
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| Strategy for Future Research Activity |
Airpods proを利用することにより、感覚代行トレーニングに重要な簡便性と継続性を得られ、このシステムを用いてPPPDの病態に即した平衡機能評価の指標を明らかにし、感覚代行トレーニングの有無によりその指標を比較して感覚代行の有用性を検討したいと考えている。従来の重心動揺検査を用いた視覚誘発刺激では、感覚代行の有用性は明らかとは言えず、従来の重心動揺検査による静的平衡機能検査の限界を感じたため、PPPDの病態に合わせて動的平衡機能検査を評価するために、フォースプレートを用いた。また、対象者を健常者だけでなくPPPD患者に移した。今後はこれらのデバイスを用いて、実際にPPPD患者にリハビリテーションプログラムを行い、その効果を評価する方針である。
また、上記予定に合わせて、患者に寄り添った機器の開発を継続し、トレーニング成果を高めることが最終目標であり、感覚代行聴覚刺激は、高齢者でも直感的に知覚できるように立体音響技術を用いたり、トレーニングに対する意欲向上のためスマートフォンアプリ「iめまい日記」で自覚症状やトレーニング履歴を管理できるようにしたいと考えている。
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