| Project/Area Number |
22K16723
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 56020:Orthopedics-related
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| Research Institution | Tokai University |
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Principal Investigator |
吉田 進二 東海大学, 医学部, 講師 (80464882)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2023: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
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| Keywords | 標準化筋肉再神経分布 / 多自由度筋電義手 / 外傷性上肢切断 / 標的化筋肉再神経分布 |
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| Outline of Research at the Start |
標的化筋肉再神経分布（Targeted Muscle Reinnervation：以下TMR）は筋肉を動かす神経を別の筋肉に接続して機能させる技術である。本研究の目的は外傷性上肢切断患者におけるTMRを利用した多自由度筋電義手の操作能力を筋電信号特性と照らし合わせて運動学的に分析し、TMRおよび操作訓練の効果と課題を検討することである。TMRを利用した多自由度筋電義手を装着させた患者にリハビリテーションを実施し、経時的に筋電信号や操作能力などを評価して有用性を検証する。更に筋電信号の波形特性であるNeural Patternの解析を進め、筋分離運動の精度を高めることで操作能力の向上を期待する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
これまでに当施設では外傷性上肢切断患者に対して標的化筋肉再神経分布(Targeted Muscle Reinnervation:以下TMR)のための手術である神経交差縫合術を5例に施行した.その内の4例を継続的に経過観察中であり，筋電義手を装着した状態での動作評価を定期的に施行している.いずれの症例も針筋電図で肘関節屈伸・手指屈伸・前腕回内外の6動作の筋収縮電位が確認され，表面筋電図で各動作での個別のNeural patternが得られるようになった.またリハビリテーションを続けることでBox and Block TestやPick and Place Testによる物体把持機能評価について徐々にではあるが経時的な改善傾向が認められた.TMRの有用性を評価するためにTMR手術を施行した患側と施行されていない健側の上腕部における表面筋電を計測して比較検討した.肘関節屈伸・手指屈伸・前腕回内外の各動作の間に安静状態を加えた筋電義手操作において，患側では96%以上の動作識別率が得られたが，健側では手指伸展と安静状態での識別率が低下することが判明した.更にNeural patternの解析として回帰分析を用いた手法を利用することで単一運動の複数同時運動の操作能力についての検証を試行している.
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
新型コロナウイルス感染症の拡大防止の観点より，被験者の通院頻度の制限や工学研究者との連携を伴う検証実験が順調に実施できなかった時期が長期に及んだことによって生じた義手の調整や不具合の修理を繰り返し行う必要が生じたため．
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| Strategy for Future Research Activity |
新たな症例があればTMR手術の適応を慎重に検討した上で被験者としての協力を募る.TMRの有用性を評価するための筋電の比較検討やNeural patternの個別の解析を進める.Neural patternの解析として回帰分析を用いた手法を利用した単一運動の複数同時運動の操作能力の有効性を検証すると共に各被験者によって有効性に違いがあるかどうかを比較検討する.被験者が将来的に日常生活に役立てることがことが可能な筋電義手の作成に向けて，筋電義手の操作能力やリハビリテーションの取り組みについて工学研究者やリハビリテーション担当者と協議を進めることで方向性を慎重に調整する.
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