難治性重症心不全患者におけるロボットスーツHALを用いた革新的治療の開発

2017 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 17K09485
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 小池 朗 筑波大学, 医学医療系, 教授 (60234655)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 佐藤 明 筑波大学, 医学医療系, 准教授 (30528469) ; 青沼 和隆 筑波大学, 医学医療系, 教授 (10375488) ; 河本 浩明 筑波大学, システム情報系, 准教授 (00400713)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 慢性心不全 / 心臓リハビリテーション / ロボットスーツ

Outline of Annual Research Achievements

計画１）健常者におけるHALの呼吸循環系への負荷軽減効果の評価
平成29年度の前半は、健常者10名を対象とし、トレッドミルを用いた同一の強度（速度・傾斜）の歩行運動負荷とエルゴメータを用いた自転車こぎ運動負荷を、各々両脚用HALを用いた状態と両脚用HALを用いない状態で計４回施行した。その結果、トレッドミル負荷においては、運動中の呼吸循環系の指標において、HALあり運動とHALなし運動の間に有意差を認めず、HALの有効性を示すことができなかった。一方エルゴメータを用いた中等度の運動負荷においては、HALによる呼吸循環系への有意な負荷軽減効果が認められた。
平成29年度の後半は、立ち座り動作における腰用HALの有用性を検証すべく、健常者12名を対象として、座位と立位を繰り返す起立運動と中腰状態と立位を繰り返すスクワット運動を、各々腰用HALありと腰用HALなしで、計４回行う研究を着手した。平成29年度末の段階で5例が終了しており、5例中４例において、特にスクワット運動時のHALの有効性が示されている。
計画２）起立困難もしくは通常の歩行が困難な心不全患者におけるHALの使用方法の考案・開発とその有効性の証明
平成29年度の後半から、自力では起立困難な患者、もしくは通常速度の歩行が困難な慢性心不全患者において、腰用HALの有用性を検証する研究を着手した。具体的には、これらの心不全患者をランダムにHALあり群とHALなし群の２群に分け、HALあり群は腰用HALを装着し、HALなし群はHALを用いずに、各々医療従事者の介助下で、手すりにつかまりながら、坐位と立位を繰り返す運動を1日あたり5～30分間程度、週3～5日を目標として行う研究を開始し、平成29年末の段階で3例がエントリーした。

Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

平成29年度の健常者における研究は、健常者10名を対象とし、トレッドミルを用いた同一の強度の歩行運動を、HALを用いた場合とHALを用いない場合で２回施行することを計画していたが、本研究は完了しており、更にはエルゴメータを用いた自転車こぎ運動におけるHALありとHALなしの比較研究も追加し、これも既に完了している。加えて、健常者における立ち座り動作における腰用HALの有用性を検証すべく、平成29年度後半に座位と立位を繰り返す起立運動と中腰状態と立位を繰り返すスクワット運動を、各々腰用HALありと腰用HALなしで、計４回行う研究を着手し、こちらも順調に推移している。
起立困難な重症心不全患者を対象とした研究は、当初は下肢の屈曲・伸展運動に対する下肢用HALの有効性を検証する予定であったが、健常者の立ち座り運動に対して腰用HALの有効性が示されつつある状況から、起立困難な慢性心不全患者に対しては、下肢用HALではなく腰用HALを用いたプロトコールに変更し、こちらも順調に推移している。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度は、主に以下の２つの研究を推進する予定である。
計画１）健常者におけるHALの呼吸循環系への負荷軽減効果の評価
立ち座り動作における腰用HALの有用性を健常者において明らかにすべく、健常者7名をあらたにエントリーし、座位と立位を繰り返す起立運動と中腰状態と立位を繰り返すスクワット運動を、各々腰用HALありと腰用HALなしで、計４回行う研究を遂行する。
計画２）起立困難もしくは通常の歩行が困難な心不全患者におけるHALの使用方法の考案・開発とその有効性の証明
自力では起立困難な患者、もしくは通常速度の歩行が困難な慢性心不全患者において、腰用HALの有用性を検証する研究を継続し、1ヵ月に2～4例のペースで被験者をエントリーし、平成30年度末の段階で目標症例数（42例）のエントリーを目指す。

Causes of Carryover

今年度は、情報収集のための国内旅費と外国旅費への支出がなかったため、次年度使用額が生じた。この次年度使用額は、次年度に予定している国内外の旅費とともに下記の２つの研究を遂行するための費用に充当する予定である。
計画１）健常者におけるHALの呼吸循環系への負荷軽減効果の評価
計画２）起立困難もしくは通常の歩行が困難な心不全患者におけるHALの使用方法の考案・開発とその有効性の証明

Research Products

• [Presentation] Effects of Cyborg-Type Robot Suit HAL on Cardiopulmonary Burden during Exercise in Normal Subjects (2018)
  • Author(s): Boku Y, Koike A, Watanabe H, Terai T, Kubota H, Sasajima Y, Takayanagi Y, Takahashi M, Konno H, Nishi I, Kawamoto H, Sato A, Aonuma K.
  • Organizer: 第82回日本循環器学会