大脳刺激・神経筋刺激・ロボット訓練による難治性疼痛と運動麻痺の同時克服への挑戦
| Project/Area Number |
22K18781
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 20:Mechanical dynamics, robotics, and related fields
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
平井 宏明 大阪大学, 大学院基礎工学研究科, 准教授 (60388147)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
齋藤 洋一 大阪大学, 大学院基礎工学研究科, 特任教授 (20252661)
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| Project Period (FY) |
2022-06-30 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
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| Keywords | 中枢性脳卒中後疼痛 / 運動機能回復 / 反復経頭蓋磁気刺激 / 機能的電気刺激 / ロボット訓練 |
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| Outline of Research at the Start |
難治性神経障害である中枢性脳卒中後疼痛は，患者の生活の質の低下は元より，患者を機能回復へ導くリハビリテーションの障壁となっている．こうした中，近年，脳神経科学の分野で「疼痛により運動が困難な麻痺肢を積極的に運動させることが脳の可塑性を誘発し，疼痛と麻痺の改善に繋がる」ことが示唆されている．では，如何にしてこの「疼痛・麻痺」と「運動」の相反する要求を満たし，治療として実現できるだろうか．本研究では，反復経頭蓋磁気刺激，機能的電気刺激，ロボット訓練のそれぞれ作用機序の異なる介入手段を組み合わせることで，除痛と運動機能回復を同時に実現する多様式な治療法を探索し，その科学的根拠の獲得を目指す．
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| Outline of Annual Research Achievements |
難治性神経障害である中枢性脳卒中後疼痛は，患者の生活の質の低下は元より，患者を機能回復へ導くリハビリテーションの障壁となっている．こうした中，近年，脳神経科学の分野では「疼痛により運動が困難な麻痺肢を積極的に運動させることが脳の可塑性を誘発し，疼痛と麻痺の改善に繋がる」ことが示唆されている．では，如何にしてこの「疼痛・麻痺」と「運動」の相反する要求を満たし，治療として実現できるだろうか．本研究では，反復経頭蓋磁気刺激，機能的電気刺激，ロボット訓練のそれぞれ作用機序の異なる介入手段を組み合わせることで，除痛と運動機能回復を同時に実現する多様式な治療法を探索し，その科学的根拠の獲得を目指す．ここでは，ロボット訓練として，筋シナジー仮説に基づく運動療法を採用する．初年度（令和4年度）は阪大開発のリハロボットおよび筋シナジー解析技術を用いて，共同運動を特徴づける運動協調の5つの工学的指標（①運動学，②筋シナジー，③手先インピーダンス，④手先平衡点，⑤手先力）の評価に注力した．②③④は筋骨格系の数理モデルより算出される物理的指標であり，工学から医学への提案指標である．推定される運動特徴量は中枢神経系の運動指令を反映しており，異常運動の定量評価に貢献する．同手法を上肢到達運動を含む多様な身体運動の解析や訓練に適用することで，仮説に基づく運動の評価，介入，およびその周辺技術について科学的知見を深めた．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
実験実施に不可欠な機材（ロボットアーム）が故障し，原因の特定と修理に長期の時間を要し，その間，研究を中断せざるを得なかったため．
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| Strategy for Future Research Activity |
予期せぬ事態のため，研究期間の延長を視野に入れ，当初計画の遂行を検討する予定である．
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Report
(1 results)
Research Products
(22 results)
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[Journal Article] Asymmetric Inter-limb Coordination in the Legs of 10–11-Year-Old Boys during Overground Sprinting2022
Author(s)
野呂和主, 平井宏明, 岡本英也, 古川大輔, 上向井千佳子, 長尾裕史, 金子靖仙, 堀開登, 山本慧, 山田直人, 彌島卓, 松居和寛, 西川敦, Hermano Igo Krebs
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Journal Title
Journal of the Robotics Society of Japan
Volume: 40
Issue: 3
Pages: 259-262
DOI
ISSN
0289-1824, 1884-7145
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Presentation] Physiological markers of motor improvement following five-month sprint training in young boys2023
Author(s)
Kazuto Noro, Asumi Takeichi, Hiroaki Hirai, Hideya Okamoto, Daisuke Kogawa, Chikako Kamimukai, Yasunori Kaneko, Noriyuki Tabuchi, Shoji Kinoshita, Yuta Miyajima, Yusuke Yashima, Hirokazu Kuga, Satoru Yamamoto, Naoto Yamada, Kazuhiro Matsui, Atsushi Nishikawa, and Hermano Igo Krebs
Organizer
The 11th International Symposium on Adaptive Motion of Animals and Machines (AMAM2023)
Related Report
Int'l Joint Research
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[Presentation] ペダル漕動作における下肢筋群の協調構造の崩壊と運動性能―構成論的アプローチ―2022
Author(s)
渡邉泰良, 平井宏明, 原田拓実, 三上竣平, 日野匠太朗, 八島侑祐, 野呂和主, 久賀紘和, 宮島祐太, 松居和寛, 西川敦, Hermano Igo Krebs
Organizer
第23回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会 (SI2022)
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[Presentation] 陸上教室に通う10-11歳男児の疾走能力と筋協調性の発達に関する縦断的研究2022
Author(s)
野呂和主, 平井宏明, 岡本英也, 古川大輔, 上向井千佳子, 金子靖仙, 田渕規之, 宮島祐太, 八島侑祐, 山本慧, 山田直人, 松居和寛, 西川敦, Hermano Igo Krebs
Organizer
第40回日本ロボット学会学術講演会 (RSJ2022)
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