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2017 Fiscal Year Research-status Report

脳卒中に対する足圧-体性感覚バイオフィードバックによる歩行トレーニング法の開発

Research Project

Project/Area Number 17K01875
Research InstitutionWaseda University

Principal Investigator

安田 和弘  早稲田大学, 理工学術院総合研究所(理工学研究所), 次席研究員(研究院講師) (50633640)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Keywords脳卒中 / バイオフィードバック / 体性感覚 / 感覚補完・代行 / 多感覚統合 / 姿勢制御 / 歩行
Outline of Annual Research Achievements

1.体性感覚型バイオフィードバック(BF)による立位バランス能力への検証
本研究では,振動BFが脳卒中片麻痺患者へ適応可能かを明らかにするために,バランス能力に対して体性感覚型BF装置の与える影響を検証した.実験では9名の慢性期脳卒中片麻痺患者を対象に立位姿勢課題でBFによる1か月間の介入効果を検証した.介入では,患者は静止立位および荷重位にてBF情報に基づいて安定性を保持することを要求した.実験の結果,介入前後において動揺面積において低減する傾向が得られた.また,特に臨床的指標であるBerg Blance Scale (BBS),Functional Reach Test (FRT),Timed Get up and Go Test(TUG)では前後間に有意な改善を認めた.しかしながら,BBSに関しては臨床的に意義のある変化(Minimal Detectable Change;MDC)には至らなかった.これらの結果から,慢性期脳卒中患者において,バランストレーニングに適応可能であることを示唆したが,その効果は複合的バランス課題までは反映しないことがわかった.
2.歩行用バイオフィードバック(BF)に関する予備的研究
本研究では,脳卒中片麻痺患者の感覚麻痺を振動BFで補完しつつ,歩行トレーニングを効率的に遂行するための機構を案出し,実行可能性を検証した.本装置は療法士側にも振動BFを付与することで教示や褒めを提示することで運動学習を促進できる仕様とした.BFによる感覚補完の影響を検証するために,感覚障害が重度な脳卒中片麻痺患者を対象として,2週間(週3回×2週)装置を用いた歩行トレーニングを適応した.患者は装置使用により体幹背部にて足底パターンが感知でき,歩行トレーニングとして導入することが可能であることを確認した.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

慢性期脳卒中片麻痺患者を対象として,1か月に渡る実証研究を遂行し,その効果と限界を明らかにした.本研究から人工的な体性感覚BF付与がバランス運動学習を目的としたリハビリテーションへ導入可能であること,また複合的バランス課題においてはBF付与方式に関して再検討する必要性を明らかにすることができた.さらに,歩行用BFに関してシステム構築および予備適応を図り,感覚麻痺の強い脳卒中片麻痺患者に対してBFシステムにより歩行パターンを提示できることを確認した.

Strategy for Future Research Activity

29年度の実験から,体性感覚BFが脳卒中片麻痺患者のバランス障害に一部有効であることがわかった.実験効果には複合的バランス能力への効果に制限を認めたため,この結果を受けて動的バランス課題において打開策の検討を行う.さらに今回案出した歩行用システムの被験者数を追加した後,トレーニング手法の検討を行い介入効果の実証試験へと繋げる.

Causes of Carryover

実験計画自体は計画通りに進捗しているが,当初計画と異なり,研究を実施する対象者への謝金がボランティアとして実施したため不要となった.繰り越し予算に関しては,成果報告に関わる論文投稿費用に充当する予定である.

  • Research Products

    (12 results)

All 2018 2017

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 2 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Haptic-based perception-empathy biofeedback system for balance rehabilitation in chronic stroke patients: Concepts and initial feasibility study2018

    • Author(s)
      Kazuhiro Yasuda, Kenta Saichi, Naomi Kaibuki, Hiroaki Harashima, Hiroyasu Iwata
    • Journal Title

      Gait and Posture

      Volume: 62 Pages: 484-489

    • DOI

      10.1016/j.gaitpost.2018.04.013

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Haptic-based perception-empathy biofeedback enhances postural motor learning during high-cognitive load task in healthy older adults2018

    • Author(s)
      Kazuhiro Yasuda, Kenta Saichi, Hiroyasu Iwata
    • Journal Title

      Frontiers in Medicine

      Volume: 5:149 Pages: 1-9

    • DOI

      10.3389/fmed.2018.00149

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Differing effects of an immersive virtual reality program on unilateral spatial neglect on activities of daily living2018

    • Author(s)
      Yasuda K , Muroi D, Hirano M, Saichi K, Iwata H
    • Journal Title

      BMJ Case Report

      Volume: Mar 9 Pages: -

    • DOI

      10.1136/bcr-2017-222860

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 脳卒中片麻痺歩行に対するばねと人工筋肉を用いた背屈支援装置の開発-踵接地時の膝折れ挙動に対する影響の検証-2018

    • Author(s)
      福嶋勇太,安田和弘, 鈴木慈 ,大橋洋輝,岩田浩康
    • Journal Title

      ライフサポート学会誌

      Volume: 印刷中 Pages: -

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Validation of an immersive virtual reality system for training near and far space neglect in individuals with stroke: a pilot study2017

    • Author(s)
      Yasuda K, Muroi D, Ohira M, Iwata H
    • Journal Title

      Topics in stroke rehabilitation

      Volume: 24(7) Pages: 65-71

    • DOI

      10.1080/10749357.2017.1351069

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] フリースロー初心者のためのBF型セット・フォーム習得支援RTの開発2017

    • Author(s)
      河田 俊, 安田 和弘, 岩田 浩康
    • Journal Title

      日本機械学会論文集

      Volume: 83(851) Pages: -

    • DOI

      10.1299/transjsme.16-00515

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Development of an Implicit Method for Directing Weight Shifting to the Affected Side in Patients with Stroke: A Proof of Concept Study2017

    • Author(s)
      Yasuda K, Saichi K, Kitaji Y, Harashima H , Iwata H
    • Journal Title

      ROBOMECH Journal

      Volume: 4(29) Pages: -

    • DOI

      10.1186/s40648-017-0094-2

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Clinical Effectivenes of a haptic-based perception-empathy biofeedback system for balance rehabilitation in patients with chronic stroke2018

    • Author(s)
      Kazuhiro Yasuda, Kenta Saichi, Naomi Kaibuki, Hiroaki Harashima, Hiroyasu Iwata
    • Organizer
      10th World Congress for NeuroRehabilitation
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Estimation of Ankle Dorsiflexion Ankle during Loading Response Phase for Spring Coefficient Identification2017

    • Author(s)
      Jing-Chen Hong, Yuta Fukushima, Shigeru Suzuki, Kazuhiro Yasuda, Hiroki Ohashi, Hiroyasu Iwata
    • Organizer
      IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 3次元仮想空間内における右方空間のブラックアウトによる半側空間無視に対する注意誘導効果2017

    • Author(s)
      安田 和弘,室井 大佑,大平 雅弘,岩田 浩康
    • Organizer
      第52回日本理学療法学術大会
  • [Presentation] 感覚代行 / 補完技術を応用した工学的支援技術 -バランス・歩行リハビリテーションへの応用-2017

    • Author(s)
      安田 和弘 (指定討論者)
    • Organizer
      日本神経理学療法学会 参加型フォーラム2017
  • [Book] Kinovea:Motion Capture Software (日本語版マニュアル)2018

    • Author(s)
      安田和弘
    • Total Pages
      34頁
    • Publisher
      開発機関の承認を得て公開

URL: 

Published: 2018-12-17  

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