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アームロボットを用いた用手運動療法の教育シミュレータ開発と教育効果の新規的検証

Research Project

Project/Area Number 20K11286
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 59010:Rehabilitation science-related
Research InstitutionSaitama Prefectural University

Principal Investigator

小池 祐士  埼玉県立大学, 保健医療福祉学部, 准教授 (10610694)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 濱口 豊太 (小川 豊太 / 濱口豊太)  埼玉県立大学, 保健医療福祉学部, 教授 (80296186)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Keywordsリハビリテーション / 運動療法 / アームロボット / 患者ロボット / 脳卒中 / 教育 / シミュレータ / 作業療法
Outline of Research at the Start

我々は運動療法の関節運動を記録でき,その技能の定量的評価が得られる運動麻痺患者アームロボットを開発した.それにより,学生にとって体験学習が可能になったが,学生が実施した運動療法の熟達度の指標がなく,熟達者の水準に到達したかを判定できない.そこで本研究は,①運動療法技術に応じて筋緊張を変化する実際の患者に近づけたアームロボットに改良すること,②運動療法技術の熟達度を関節可動域,角速度に加え,トルクを用いて作成すること,③初学者にロボットを用いた運動療法の教育効果を検証し,リハビリテーション教育に資することを目的とする.本研究はこれまでの科研費での研究成果を基に,3段階で進行する.

Outline of Annual Research Achievements

現在のリハビリテーション教育では,学生が校内で患者に触れて学習する機会はほとんどなく,運動療法技術が未熟のまま臨床実習で患者と接するため,自らの技術に自信がなく,患者に不安や緊張を与え,患者への不利益が生じることがある.我々は関節運動の様子が記録でき,技能の定量的評価が可能なアームロボットシミュレータを開発した.しかし,運動療法の熟達度の指標がなく,学習者が熟達者の水準に到達したかを判定できない.そこで本研究は,アームロボットを,①運動療法技術に応じて筋緊張を変化する実際の患者に近づけたアームロボットに改良し,②運動療法技術の熟達度を関節可動域,角速度に加え,トルクを用いて作成する,③初学者にロボットを用いた運動療法の教育効果を検証し,リハビリテーション教育に資することを目的とした.
本年度では,改良したアームロボットに開発したアプリケーションを実装させたものに関する効果検証の結果について,論文化を行い,国際雑誌に投稿中である.
また,運動療法技術練習を行う際のフィードバック頻度について検証を行った.その結果,毎回フィードバックを与える群よりも2回に1回フィードバックを与える群の方が,模範的な動かし方を覚える時間はややかかるものの,練習終了後や練習終了後に時間を空けた際でも,模範的な動かし方に近づいており,動かす関節角度が拡大し,動かす速さがゆっくりとなり,動かす時間も延長していた.このことから,初学者にロボットを用いて運動療法技術を指導する際に,2回に1回フィードバックを与える方法が有効であることが示唆された.この結果の論文化を進めている.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

アームロボットを用いた運動療法の教育効果に関する検証を行っている.現在は,その内容について,論文の構築を進めている.また,施術者がアームロボットを握る力の測定や施術中の施術者の視点の計測も付加できるように検討中である.

Strategy for Future Research Activity

現在までに取得したデータについて,論文作成・投稿を進めている.引き続き,ロボットを用いた運動療法の教育効果を検証するために,データ収集を行っていくと同時に.教育現場での実用性を高めるために,更なる小型化や,施術者がアームロボットを握る力の測定,施術中の施術者の視点の計測の付加についても検討していく.

Report

(4 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2022 2021 2020

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (4 results)

  • [Journal Article] Comparison of Manipulative Indicators of Students and Therapists Using a Robotic Arm: A Feasibility Study2021

    • Author(s)
      Yuji Koike,Akihisa Okino,Kazuhisa Takeda,Yasuhiro Takanami,Toyohiro Hamaguchi
    • Journal Title

      Applied Sciences

      Volume: 11 Issue: 20 Pages: 9403-9403

    • DOI

      10.3390/app11209403

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Distinction of Students and Expert Therapists Based on Therapeutic Motions on a Robotic Device Using Support Vector Machine2020

    • Author(s)
      Koike Yuji,Suzuki Makoto,Okino Akihisa,Takeda Kazuhisa,Takanami Yasuhiro,Hamaguchi Toyohiro
    • Journal Title

      Journal of Medical and Biological Engineering

      Volume: 40 Issue: 6 Pages: 790-797

    • DOI

      10.1007/s40846-020-00562-3

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 教育用アームロボットを活用した作業療法学生の運動療法技術学習の効果検証2022

    • Author(s)
      小池祐士,沖野晃久,武田和久,高波泰裕,濱口豊太
    • Organizer
      第56回日本作業療法学会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 作業療法学生に対する教育用アームロボットを用いた運動療法技術学習の効果2021

    • Author(s)
      小池祐士,沖野晃久,武田和久,高波泰裕,濱口豊太
    • Organizer
      第55回日本作業療法学会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 運動療法技術練習方法の違いによる練習効果の比較-学生同士の練習と教育用アームロボットを用いた練習-2021

    • Author(s)
      小池祐士,沖野晃久,武田和久,高波泰裕,濱口豊太
    • Organizer
      第15回日本作業療法研究学会学術大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 筋緊張病態が異なる教育用アームロボットに対する学生と作業療法士との運動療法技術の違い2020

    • Author(s)
      小池祐士, 鈴木誠, 沖野晃久, 高波泰裕, 濱口豊太
    • Organizer
      第54回日本作業療法学会
    • Related Report
      2020 Research-status Report

URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2024-12-25  

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