仮想現実と経頭蓋直流電気刺激を用いた新たなリハビリテーションの開発
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20K11205
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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 | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
久保田 雅史 金沢大学, 保健学系, 准教授 (60422672)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
長宗 高樹 福井大学, 学術研究院工学系部門, 准教授 (80397827)
松尾 英明 福井大学, 学術研究院医学系部門(附属病院部), 理学療法士 (60529387)
渡部 佑有子 (平馬 佑有子) 福井大学, 学術研究院医学系部門(附属病院部), 作業療法士 (60795087)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (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: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
Fiscal Year 2022: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
Fiscal Year 2021: ¥130,000 (Direct Cost: ¥100,000、Indirect Cost: ¥30,000)
Fiscal Year 2020: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
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| Keywords | 経頭蓋直流電気刺激 / バーチャルリアリティ / 脳卒中 / 末梢神経電気刺激 / 仮想現実 / 抹消神経電気刺激 / リハビリテーション |
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| Outline of Research at the Start |
本研究は、脳卒中症例の機能回復を最大限促通するためのリハビリテーションを開発することが目的である。仮想現実（VR)は、実際の麻痺手の動きをPC画面上にリアルタイムで反映させ、画面上での課題を遂行することで反復回数や動作への注意が拡大し、機能回復を促通する可能性がある。また、脳を直接刺激する経頭蓋直流電気刺激（tDCS）は、脳の興奮性を調整することができ、運動中の脳活動をより高め、治療効果を最大限促通できる可能性がある。今回、これらVRとtDCSを併用して使用することにより、脳卒中後の運動機能回復に価値があるかを検証する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
最終年度においては、健常人でのバーチャルリアリティ（VR)運動課題と経頭蓋直流電気刺激（tDCS）を直前に20分間両側刺激してから行うVR課題において、運動軌跡やパフォーマンスと脳活動をNIRSを用いて評価した。その結果tDCSで陽極刺激とした対側運動野の脳活動は増大し、tDCSを行わないVR運動課題と比較して有意に増大していた。一方で仮説では増大すると想定していた背臥位側前頭前野の脳活動はtDCSの有無で明らかな違いを認めなかった。これは、tDCSによって電極直下である運動野の活動性が高まるが、VR運動課題で特徴的な変化を示す前頭前野までその影響は反映されなかった。
さらに、脳卒中症例において、VR課題中及びtDCSとVR運動課題を実際に計測する段階に移行した。脳卒中後に運動麻痺が重度で実物の物体把持できない方でも、VR課題においては運動が可能となる症例が存在した。その症例に対してVRトレーニングを継続し、即時的に現実の物品把持機能の向上を認めた。一方で、前頭葉機能障害でメンタルローテーション機能が低下した症例は、現実物品把持は可能であってもVR上での物品把持は困難という乖離現象を示した。
全研究期間を通し、健常及び脳卒中症例での現実物品での運動課題と類似したVR環境での運動課題での脳活動パターンの違いを明確にした。さらに、tDCSを併用することで脳活動パターンに変化を提供することができ、それはVRの特性との関係も明らかにできた。脳卒中症例において、麻痺や感覚機能、そして高次脳機能障害の程度によってVRによる特性がポジティブに働くケースとネガティブに働くケースがあることが明らかとなり、tDCSの特性と合わせてその適応を検討することが重要である。さらに、VR課題中の運動軌跡の解析を行うことで、現実課題と比較して運動特性を簡便かつ客観的に計測できることを示した。
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Report
(4 results)
Research Products
(37 results)
