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Development of an exoskeleton robot for hand rehabilitation

Research Project

Project/Area Number 20K19436
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 59010:Rehabilitation science-related
Research InstitutionUniversity of Occupational and Environmental Health, Japan

Principal Investigator

越智 光宏  産業医科大学, 医学部, 講師 (60646941)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywords訓練支援ロボット / 手指機能 / 巧緻運動 / 安全性 / 実用性 / 携帯性 / 簡便性 / 末梢効果器型 / 手指 / 上肢訓練支援ロボット / タッチパネル
Outline of Research at the Start

上肢訓練支援ロボットは末梢効果器型が多く、末梢部を固定し肩、肘、手関節の反復運動を選択的に安全に十分量、定量化して行える点が利点である。末梢部の固定は手指を握って行うことが多く、手指の運動ができない点、また、単純な運動故に楽しめないのも欠点である。手先を固定した末梢効果器型ロボットの報告はまだ少なく、タッチパネルを活用したものはない。今回の研究の目的は、手指を対象とした末梢効果器型訓練支援ロボットの開発、その安全性、忍容性、楽しくできるための発展性の検討、その適応の検討である。

Outline of Annual Research Achievements

手指を対象とした末梢効果器型訓練支援ロボットの開発のベースとなる訓練支援ロボットを改良を前提に購入し、いくつかの問題点を指摘し、販売会社を経由しメーカーと直接ディスカッションを行い、改良は終了し、現在は問題なく稼働している。ソフトウェアのアップデートも進んでいる。
脳卒中に伴う手指の障害に対し、訓練支援ロボットを用い訓練を行い、麻痺の改善を確認した。訓練支援ロボットの受け入れは良好であり、安全性も高い。他動とアシストの補助様式の違い、手指の運動の種類の使い分けを麻痺の重症度にあわせて検討し訓練のプロトコールを作成した。また、同じロボットを用いて他の手指に障害をもつ患者にも使用し、可動域や痙縮の改善を確認した。疼痛を伴う場合でも空気圧の強さの調整ができるため、訓練の実用性は高いものと考えている。
手指の巧緻運動がある程度向上すると、ロボットを使わずに巧緻運動訓練を行うほうが有利と考えており、巧緻運動の評価の詳細が求められる。手指の巧緻運動の評価はARAT等様々あるが手指の能力を発揮するには座位姿勢が重要であり、特に麻痺や高次脳機能障害の影響で座位耐性が低下しやすい脳卒中患者ではリクライニング位など座位姿勢の工夫を要することも多い。またiPadをはじめとしたタッチパネルの入力操作も評価を要するため、動作解析ソフト導入を含めた評価方法の検討も必要である。また、コロナ禍でコントロール群を長期にわたって設定した前向き比較研究を行うことと感染対策の両立が困難であり、今後の問題点である。
成果発表は現在海外発表準備中,英語論文を投稿・審査中である。汎用性が高く、簡便で、装着時間が短い点、携帯性も高いため訓練場所を問わない点も実用性につながると考えている。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

コロナ禍の影響で,前向き比較研究が行えていない点を除いてはうまく進んでいる。

Strategy for Future Research Activity

訓練支援ロボットの患者への使用を進め、通常の作業療法に追加する形で前向き比較研究のプロトコールを提出予定である。
効果の評価方法は①適切な座位で行う②巧緻運動を含める③iPadを使用する④動作解析を含めるなどより実践的な方法を検討する予定である。
今回の経験を生かしてよりよい訓練支援ロボットの開発をおこなうべく準備をすすめていく予定である。

Report

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

    (16 results)

All 2023 2022 2021 2020

All Journal Article (2 results) Presentation (14 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 4 results)

  • [Journal Article] Development of Treatment Using Rehabilitation Robots for Upper Limb and Hand Paralysis2023

    • Author(s)
      Ochi Mitsuhiro、Saeki Satoru
    • Journal Title

      The Japanese Journal of Rehabilitation Medicine

      Volume: 60 Issue: 11 Pages: 948-952

    • DOI

      10.2490/jjrmc.60.948

    • ISSN
      1881-3526, 1881-8560
    • Year and Date
      2023-11-18
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Journal Article] Robotic rehabilitation up to date2022

    • Author(s)
      越智 光宏
    • Journal Title

      Neurological Therapeutics

      Volume: 39 Issue: 4 Pages: 711-714

    • DOI

      10.15082/jsnt.39.4_711

    • NAID

      130008102783

    • ISSN
      0916-8443, 2189-7824
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 急性期脳卒中片麻痺患者に対するEsoGLOVEを用いた手指の訓練の実行可能性について2023

    • Author(s)
      越智光宏,徳永 美月, 森山 利幸, 蜂須賀 明子, 伊藤 英明, 松嶋 康之, 佐伯 覚
    • Organizer
      第60回日本リハビリテーション学会学術集会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 脳卒中急性期片麻痺患者に対する手指の訓練支援 ロボットのプロトコール作成2023

    • Author(s)
      越智光宏 蜂須賀明子 伊藤英明 松嶋康之 佐伯覚
    • Organizer
      STROKE 2023(第48回日本脳卒中学会学術集会)
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 急性期脳卒中片麻痺患者に対するEsoGLOVEの効果の検討2022

    • Author(s)
      越智光宏 森山利幸 德永美月 杉本香苗 蜂須賀明子 伊藤英明 松嶋康之 佐伯覚
    • Organizer
      第59回日本リハビリテーション医学会学術集会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] リハビリテーション医療機器開発の課題と今後の展望2022

    • Author(s)
      越智光宏 松嶋康之 佐伯覚
    • Organizer
      第13回日本ニューロリハビリテーション学会学術集会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] A usability study of a hand rehabilitation robot with air pressure system2022

    • Author(s)
      Mitsuhiro Ochi Satoru Saeki
    • Organizer
      ISPRM 2022
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 新しい手指の訓練支援ロボット2021

    • Author(s)
      越智光宏 森山利幸 德永美月 蜂須賀明子 伊藤英明 松島康之 佐伯覚
    • Organizer
      第58回日本リハビリテーション医学会学術集会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] ロボットを用いた上肢機能再建Bi-Manu-Trackについて2021

    • Author(s)
      越智光宏 佐伯覚
    • Organizer
      第58回日本リハビリテーション医学会学術集会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 新しい手指の訓練支援ロボット 第2報2021

    • Author(s)
      越智光宏 森山利幸 德永美月 蜂須賀明子 伊藤英明 松島康之 佐伯覚
    • Organizer
      第5回日本リハビリテーション医学会秋季学術集会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 急性期脳梗塞右片麻痺に対し上肢訓練支援ロボットを用いた一例2021

    • Author(s)
      渡邉さおり 越智光宏
    • Organizer
      第5回日本リハビリテーション医学会秋季学術集会
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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] ロボットリハビリテーション治療最前線20212021

    • Author(s)
      越智光宏
    • Organizer
      第39回日本神経治療学会学術集会
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      2021 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 新しい手指の訓練支援ロボットの使用経験2021

    • Author(s)
      越智光宏 蜂須賀明子 伊藤英明 松嶋康之 佐伯覚
    • Organizer
      第12回日本ニューロリハビリテーション学会学術集会
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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] タブレット端末を用いた上肢機能訓練2020

    • Author(s)
      越智光宏 佐伯覚
    • Organizer
      第36回義肢装具学会学術集会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 上肢ロボットリハビリテーション 総論2020

    • Author(s)
      越智光宏 杉本香苗 伊藤英明 加藤徳明 佐伯覚
    • Organizer
      第4回日本リハビリテーション医学会秋季学術集会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] THERAPEUTIC AND TRAINING EFFECTS OF GAIT TRAINING WITH FUNCTIONAL ELECTRICAL STIMULATION (WALKAIDE) IN PATIENTS WITH CHRONIC STROKE AND HEMIPLEGIA2020

    • Author(s)
      M Ochi K Sugimoto M Ninomiya N Kato S Saeki K Hachisuka
    • Organizer
      ESO-WSO CONFERENCE 2020
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

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

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