2018 Fiscal Year Annual Research Report

Tailor-made neuro rehabilitation robot for hemiplegic upper limbs after stroke

Research Project

Project/Area Number	16K01544
Research Institution	Nagoya Institute of Technology
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)
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)
Project Period (FY)	2016-04-01 – 2019-03-31
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
Outline of Annual Research Achievements	維持期における脳卒中片麻痺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．１．機能③の調整システムを構築し，実装済みの機能①②の調整システムと合わせてNR-Roboに実装した．これまでの被験者実験から得られた知見に基づき，患者上肢に痙縮が出現し難くするようにトレーニングアームと前腕固定プレートの回転軸に原点復帰機能を実装した．２．NR-Roboによるトレーニングを，麻痺程度が重度、中程度、軽度の各１名の片麻痺者に適用し，被験者へのヒアリング結果も重視しながら，三つの機能の調整パラメータの変更に対する片麻痺者の身体状態を計測し，それらの相関を解析した．その結果，重度片麻痺者は機能①，中程度片麻痺者は機能①②，軽度片麻痺者は機能①②③が有用であることが分かった．それぞれに運動機能の回復に即時効果があることが分かった．さらに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した．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方向性を見出すことが出来た．当初予定の調整アルゴリズムは得られなかったが，片麻痺者による３年間の被験者実験からトレーニング中の痙縮の抑制に関する多くの知見を得た．４．当初，回復対象の部位を肘伸展のみを対象としていたが，NR-Roboを利用することで手指伸展の運動機能回復についても機能①②が有効であることを確認した．