2017 Fiscal Year Research-status Report
脳卒中片麻痺上肢のテーラーメイド・ニューロリハビリロボット
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16K01544
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| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
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Principal Investigator |
森田 良文 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (00241224)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田邉 浩文 湘南医療大学, 保健医療学部リハビリテーション学科作業療法学専攻, 教授 (00769747)
佐藤 徳孝 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (60574374)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | ロボット / ニューロリハビリテーション / 脳卒中 / トレーニング / 運動機能回復 / 分離運動 / 促通 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
維持期における脳卒中片麻痺患者の上肢運動機能回復のためのテーラーメイド・ニューロリハビリロボットNR-Roboの開発を目指している．そのNR-Roboによるトレーニングが患者一人一人に適した質の高いテーラーメイド治療を可能とするために，NR-Roboの有する促通機能の調整アルゴリズムを開発することを目的とする．促通機能とは，トレーニング中に正常な筋収縮を促すための機能で①抵抗機能，②運動拘束機能，③肘関節圧迫機能である．開発手順として当初は①～③の調整アルゴリズムを同時に開発する予定であったが，実際の被験者実験の様子による判断から，また開発の後戻りを少なくすることから，①と②を先に開発し，次に③を開発し，最後に①～③を統合することに変更した．以下が成果である．
１．①②について，①②を装備したNR-Roboによるトレーニングを4名の片麻痺者に適用して，NR-Roboによるトレーニングが肘伸展と前腕回外の運動機能の向上に即時効果を有することを確認した．具体的には，他動的な肘伸展と前腕回外における異常な緊張（痙性麻痺）の減弱と，肘伸展と前腕回外の自動的関節可動域の増加を確認した．さらに①②の調整パラメータの違いに対するトレーニング中の片麻痺者の身体状態を計測し，それらの関連性に関する知見を得た．これは調整アルゴリズムの作成における有益な情報となる．
２．③について，①②を装備したNR-Roboに患者の前腕を装着した状態で療法士が患者に対して肘圧迫を施す際の患者の肘伸展状態と療法士の発揮力の関係を明らかにした．これに基づいて③の調整システムの設計を完了した．
３．１の実験を通して，NR-Roboの①抵抗機能と②運動拘束機能が，手指伸展の運動機能の改善に即時効果があることを新たに発見した．当初の計画ではなかったが，NR-Roboに新たな付加価値が見いだせたことは大きな成果といえる．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
平成29年度の実施計画において，実施できなかったことは以下である．
・③肘関節圧迫機能の調整システムを構築してNR-Roboに組み込む．トレーニングを脳卒中片麻痺者に適用し，三つの促通機能の調整パラメータの変更に対するトレーニング中の片麻痺者の身体状態を計測し，それらの相関解析を行うことで，促通機能の調整パラメータと片麻痺者の身体状態との関連性を明らかにする．
実施できなかった理由として，③肘関節圧迫機能の調整システムの設計にあたって，療法士の両手による患者への肘関節圧迫の発揮力の測定が必要であったが，当初予定していた測定方法では，療法士による患者への肘圧迫が困難であることが判明したため，測定方法の見直しに時間を要した．
しかしながら，③肘関節圧迫機能の調整システムの試作機の完成までは至らなかったものの，設計までは終えており，現在，５月末の完成を目指して製作中である．この実施の遅れは，実験の規模を小さくすることで，最終目的を達成することが可能と考える．
以上から，「やや遅れている．」と判断した．
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度の研究計画は以下の通りである．
１．③肘関節圧迫機能の調整システムを構築し，①抵抗機能と②運動拘束機能の調整システムと合わせてNR-Roboに組み込む．健常者による被験者実験からNR-Roboの安全性を検証する．
２．NR-Roboによるトレーニングを脳卒中片麻痺者に適用し，三つの促通機能（①抵抗機能、②運動拘束機能、および③肘関節圧迫機能）の調整パラメータの変更に対するトレーニング中の片麻痺者の身体状態を計測し，それらの相関解析を行うことで，促通機能の調整パラメータと片麻痺者の身体状態との関連性を明らかにする．
３．片麻痺者の身体状態に応じて促通機能を最大限に発揮する促通機能の調整パラメータを決める調整アルゴリズムを開発する．
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| Causes of Carryover |
次年度使用額は2万円以下と少額であり，当初の計画の範囲内と判断できる．
これは，研究打合せのための旅費の一部として使う予定である．
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