2016 Fiscal Year Research-status Report
重度手指麻痺患者の手の機能回復を目指す「脳波＋ロボット」リハビリテーションの創生
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16K01520
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| Research Institution | Meiji University |
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Principal Investigator |
小野 弓絵 明治大学, 理工学部, 専任准教授 (10360207)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | ブレイン・マシン・インターフェース |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は脳血管障害患者の手の運動意図に同期した感覚フィードバックを付与するロボットシステムの構築を通じて，従来廃用手とせざるをえなかった重度の手指麻痺を回復へ導く自立的なリハビリ技術の確立を目的としている。平成28年度は(1)咀嚼/脳波による運動意図を検出するDMBシステムの作成，(2)運動経路の再構築に最適なフィードバック手法の検討，(3)咀嚼/脳波DMBシステムを用いたリハビリ効果の定量化に取り組んだ。(1)では咀嚼，脳波の両方を入力とするDMBシステムを予定通り完成させ，外来・入院患者30名を対象にDMBの単回施行と2週間の連続施行における運動関連脳活動ならびに手指運動機能の変化についての臨床データを取得した。(2)については(1)で作成した脳波を用いたDMBシステムを対象に，視覚と体性感覚のフィードバックを同時に与える場合と1秒の時間遅れをつけて与える場合とで脳波計測実験を行い，複数感覚入力が時間的な整合性を持ってフィードバックされるBMIが最適であることを明らかにした。(3)では麻痺や痙縮を伴う麻痺手においてもその可動域や指にかかるトルクを定量的に計測することが可能な手指可動範囲計測装置を研究協力者の伊藤工業と共同で開発し，村田病院の協力のもと実際の脳卒中患者に適用して良好な結果を得た。これらの成果は国際会議における招待講演等で発表したほか，BMIリハビリテーションの方法ならびに麻痺手機能の定量的な計測装置の発明として2件の特許出願を行った。
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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
DMBシステムは利用患者や病院スタッフからの意見を聴取し，視覚刺激・教示のタイミング・ユーザーインターフェースなどについて数回の改良を行った。医師やリハビリスタッフ単独での操作が可能なグラフィカルユーザーインターフェースを作成したことで，DMBシステムを病院へ常時設置し，多くの患者データを取得できるようになった。また麻痺手の機能回復の要となる運動関連脳活動（事象関連脱同期：ERD）信号を徐々に増大させるためのトレーニングアルゴリズムも新規に開発し，健常者ならびに脳卒中患者での検証実験が進行中である。
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| Strategy for Future Research Activity |
DMBによるリハビリテーションプログラムのプロトコルをおおよそ決定することができたため，平成29年度以降は計画書の予定に沿って重症度別の機能回復効果の同定ならびに在宅用DMBシステムの開発を行っていく。
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[Presentation] 脳卒中片麻痺患者へ複合感覚フィードバックを与えるERD-BMIを適用した4症例2017
Author(s)
松原未来, 栢沼一修, 関直人, 和田賢弥, 倉田雅哉, 小野弓絵, 谷茉理菜, 今西麻帆, 小田恵美香, 藤原瑶平, 富永孝紀
Organizer
第19回日本ヒト脳機能マッピング学会
Place of Presentation
京都
Year and Date
2017-03-09 – 2017-03-10
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[Presentation] Appropriate Timing for Sensory Feedback in ERD-BMI Rehabilitation for Stroke Patients2016
Author(s)
Naoto Seki, Hidenori Kayanuma, Miku Matsubara, Natsuko Kashida, Maho Imanishi, Satoko Omatsu, Marina Tani, Emika Oda, Takaho Murata,Takanori Tominaga, Yumie Ono
Organizer
EMBC2016
Place of Presentation
Orlando, FL
Year and Date
2016-08-16 – 2016-08-20
Int'l Joint Research
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