筋活動入力で多自由度指運動が可能な電動グローブの開発と脳卒中リハビリでの効果検証

2015 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15H03058
• Research Institution: Chuo University
• Principal Investigator: 諸麥 俊司 中央大学, 理工学部, 准教授 (70346930)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 東 登志夫 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(保健学科), 教授 (40244090)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: リハビリテーション / 指運動機能 / ロボット

Outline of Annual Research Achievements

本年度の研究の実績は以下のとおりである。
（１）筋活動センサの製作
実験用パワーグローブに用いる筋活動センサを3式製作した。従来タイプから感受面の素材と構造を変更し、長時間の連続測定でも利用者の負担とならないよう、測定性能を維持しながら感触を向上させた新タイプのセンサを実現した。このセンサを用いることで、本人の指運動努力を検出でき、これをパワーグローブの制御入力に用いることで運動努力に連動した他動運動が可能となる。
（２）実験用パワーグローブの装具部と駆動装置の製作
本研究申請当初は示指や中指の多自由度運動を可能とするリハビリ用グローブシステムの開発を想定していた。最終目的であるパワーグローブの利点を活かした新しい上肢リハビリ方法の実現をより確実なものとするために、我々は新たにロボットリハビリの分野で多くの研究実績を有する医学系研究者を共同研究者として招き、研究体制の充実を図ることとした。この新しい共同研究者より、多自由度の指運動という特徴をより活かす上で、示指や中指ではなく、拇指に自由度を配分した方が望ましい、また単純指運動の繰り返しではなく、5指全体を用いて日常生活動作に則した運動をリハビリプログラムに取り入れた方が良い、という助言を得たため、我々は装具部及び駆動装置の設計変更を行なうこととした。具体的には、拇指に屈伸運動、内外転運動、対立位とその解除、の3自由度、示指に屈伸運動で１自由度、中指、薬指、小指の３指を同期した屈伸運動をさせることとして１自由度、全体で合計５自由度を割り当てた。この自由度配置により、完成すれば飲料ボトルや、ドアノブの把持、飲料ボトルのフタ開閉、タブレットやスマートフォンのタッチパネル操作等の手指を用いて行なう一般的生活動作を交えた訓練が可能なシステムが構成可能となった。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

新しい共同研究者を迎え、その助言を取り入れて装置の自由度配置を変更することとなり、それに伴って研究計画の見直しを行った。新たな部品の製作も必要となり、27年度に当初予定していた実験装置開発工程と臨床評価試験の準備は後倒しのスケジュールに変更することとなった。そこで、予算執行のスケジュールも変更することとし、装置製作費として計上した予算の一部を28年度に繰越した。

Strategy for Future Research Activity

28年度は以下のように研究を推進する。
（１）臨床評価用グローブシステムの完成：新しい自由度配置のグローブシステムは大まかな設計は定まり製作も始めていているが、一部の詳細設計が定まっていない。臨床評価試験を担当する医学系共同研究者と十分議論し、28年度早々に設計を完了し、製作を実施する。まずは一式を完成させ、動作確認した後に、残りの台数の製作に取り掛かる。臨床評価を３医療機関で実施する予定なので装置は全部で3台必要であり、残り2台を28年度前期中に完成させる。
（２）リハビリプログラムの作成：装置製作と並行して、確定したパワーグローブの設計仕様に基づき、臨床評価試験を担当する医学研究者らとともに、パワーグローブを活用した上肢リハビリプログラムの設計を行なう。手、手指の麻痺の程度に合わせた訓練プログラムを用意する予定である。
（３）臨床評価試験の準備：効果検証試験の実施方法、評価方法、スケジュール等を含めた具体的な実施計画を作成する。また各協力医療機関での被験者数や割り付け方法の決定や試験実施手順書の作成、実施協力者の手配、スケジュールの作成等、臨床評価試験の実施に向けた準備を行う。また本リハビリプログラムに適した評価方法についても検討を開始する。