| Project/Area Number |
24K00844
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 20020:Robotics and intelligent system-related
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| Research Institution | Institute of Science Tokyo |
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Principal Investigator |
緒方 大樹 東京科学大学, 情報理工学院, 特任准教授 (80598037)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
三宅 美博 東京科学大学, 情報理工学院, 教授 (20219752)
石井 秀明 東京科学大学, 情報理工学院, 教授 (50376612)
内富 寛隆 東京科学大学, 情報理工学院, 特任准教授 (30886932)
稲葉 彰 公立学校共済組合関東中央病院 (臨床研究センター), 臨床研究センター, 脳神経内科部長 (10282766)
織茂 智之 公立学校共済組合関東中央病院 (臨床研究センター), 臨床研究センター, 特別研究員 (10392359)
野川 茂 東海大学, 医学部, 教授 (50208310)
中川 裕介 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 寄附講座准教授 (60822666)
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| Project Period (FY) |
2024-04-01 – 2027-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥18,590,000 (Direct Cost: ¥14,300,000、Indirect Cost: ¥4,290,000)
Fiscal Year 2026: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2025: ¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Fiscal Year 2024: ¥8,840,000 (Direct Cost: ¥6,800,000、Indirect Cost: ¥2,040,000)
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| Keywords | 座位歩行トレーニングシステム / 腕振りリズムトレーニング / リハビリテーションロボット / 歩行トレーニングロボット / 腕振りリズムアシスト / 座位歩行トレーニング |
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| Outline of Research at the Start |
本研究は，安全に座位で歩行トレーニングができる「腕振りリズムアシストロボット」を開発する．具体的には，座位での適切な腕振りリズム誘導アルゴリズムとそれを実現するロボットハードウェアの開発と歩行リズムを改善するメカニズムの解明を行う．また，神経変性疾患患者（パーキンソン病と脳卒中）と筋骨格系疾患患者（人工膝関節全置換術を受けた変形性膝関節症）を対象として効果検証を行う．以上より，開発したロボットを用いて，安全対策のための現場運用コストを上げることなく，安全かつ効果的な歩行トレーニングが実現される．
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、現状のWALK-MATE ROBOTを用いて、脳卒中患者や人工膝関節置換術を受けた患者等を対象とした座位での歩行トレーニングを実施し、その歩行改善効果のデータ収集を行った。これらの実験から、WALK-MATE ROBOTを用いて座位にて腕振りリズムを整えることにより、その後ロボットを脱いだ後のストライド長やストライド速度が向上することが示された。加えて、歩行一周期に対する遊脚期割合が増加し、立脚期割合が減少することが認められた。これらにより、現状のWALK-MATE ROBOTによっても歩行パフォーマンスと歩行パターン（リズム）を改善できることが示された。また、これらは、座位でロボットを用いて、脊椎中にある神経ネットワーク群の上肢CPG（Central Pattern Generator、中枢リズム生成器）のリズムを整えることが、その後の歩行において下肢CPGのリズムを整え、結果として歩行パフォーマンスが向上するという本研究の仮説を支持する結果である。
加えて、これらの成果に基づき、新たなロボットのハード・ソフト面の改良事項を洗い出した。特に、歩行の左右差がある患者に対して、それに適した腕振りリズムトレーニング方法の構築を行う必要があることが示された。加えて、上肢と下肢のCPG共役によるWALK-MATE ROBOTを用いた歩行改善の仮説を検証するための歩行計測システムの開発に着手した。これによりトレーニング前後の歩行中のシナジー分析を実施できるようになり、仮説検証を進めることができる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度の研究成果は当初計画していたものを遂行したものであり、おおむね順調に進展していると言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、2024年度に得たデータとそれに基づくロボットの改良計画に基づき、新たなロボットのプロトタイプの開発を進める。また、CPG共役に基づく歩行改善の仮説を検証するための計測システムを完成させ、歩行計測を実施する。
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