2018 Fiscal Year Research-status Report
Rehabilitation assist device for after-care of convalescent patient with hemiplegia at home by fostering separative movement of fingers and showing level of recovery
| Project/Area Number |
18K12170
|
|---|
| Research Institution | Future University-Hakodate |
|---|
Principal Investigator |
三上 貞芳 公立はこだて未来大学, システム情報科学部, 教授 (50229655)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
浜 克己 函館工業高等専門学校, 生産システム工学科, 教授 (00180927)
中村 尚彦 函館工業高等専門学校, 生産システム工学科, 准教授 (30435383)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
|
| Keywords | 片麻痺 / リハビリテーション支援ロボット技術 / 手指 / 運動分離 / 巧緻性評価 / 筋音図 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は．回復期以降の片麻痺患者の在宅での継続したリハビリテーションを，患者自身が，自宅等で療法士等のサポートを必要とせずに自ら実施するための自動化装置の実現を目指すものである．具体的には，(1)手指を対象としたリハビリ機能を自動化する装置の開発と，(2)装置を用いた手指の動作のセンシングから，患者の回復度・あるいは麻痺の程度を自動診断し患者に提示する方法を明らかにすること，の2点からなる．2018年度は安全性に関する新しい設計法と，新たに信頼性を向上した回復度評価方法について，以下の成果を得た．
(1) 機構設計においては，従来考慮されることのなかった麻痺患者の伸張反射による指の硬化の危険性を明らかにした．具体的には，麻痺患者において過剰に働く伸張反射が，手指アシストの駆動速度が速い場合に筋の過度な緊張を生じさせ，リハビリ効果を阻害するだけでなく，固くなった手指を無理やり持ち上げることによる関節へのダメージの危険性が考えられることが分かった．そのため手指持ち上げの速度を制限する簡単な機構を考案し明らかにした．
(2) 手指リハビリ装置による自動診断においては，従来示指の随意持ち上げ指示の際の他の指の不随意運動の程度を測定して健常者と比較する方法を用いていたが，今期は示指随意持ち上げでは測定できない巧緻性の回復程度を測ることを考案できた．このためにリハビリ装置で測定できる巧緻動作としてpinch/grasp動作という新しい手指動作を考案し，健常者との相違度比較による回復度の導出手法を明らかにした．さらに，従来の手指の押し下げ力を測るだけのセンシングでは知り得ない，屈筋伸筋の動作程度の計測による麻痺度の推定に着目し，これを家庭でも容易に測るための手段として筋音図を非接触で測定する変位MMGを，開発した手指リハビリ機器に導入する方法を見出した．
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究課題は (1)研究者らが開発している手指リハビリ支援装置のリハビリ効果の検証，(2)患者に自動提示する麻痺回復度のより詳細な導出モデルの開発，(3)麻痺の強い患者など多くのケースに適用できるような機構の開発，を当初目標として進めている．
今期は(2)に関して，当初の機能である示指の随意持ち上げ運動による他指の不随意運動の程度の計測を統合して，回復度を自動診断する仕組みについて，統合の方法を検討し従来よりも精度の高い結果を得ることができたという成果を有している．加えて当初の含まれなかった新しい知見として，示指の随意持ち上げではなく手指巧緻性を装置で測定するという新しいアプローチを見出し，実験により正当性を明らかにすることができた．さらに新しい知見として，示指持ち上げに伴う筋活動，とくに麻痺患者において顕著にみられる屈筋伸筋の同時緊張の程度を知ることで，回復度の新しい尺度としうる発想を得て，これを家庭用機器で実現するための，容易に装着可能な変位MMGセンサを考案し試作に至っている．
また(3)に関して，麻痺の強い患者における伸張反射が安全性に問題を生じえることを見出し，これに対応する機構の新設計を見出すことができた．
以上のように，各課題への取り組みの成果が上がっており，研究は順調に進んでいるものと判断している．
|
| Strategy for Future Research Activity |
(1) 2018年度は回復度評価の新しい方法と，リハビリハードウエアの新設計を明らかにできたが，まだ実験装置の段階であり，家庭で利用できる形態には完成していない．2019年度以降はこれらを家庭向き手指リハビリ支援装置として実装することを主眼として取り組む．
(2) 一方，実際に患者への実験を繰り返す中で，高齢ユーザへの回復度評価の提示や，示指上げ等のリハビリ手順をわかりやすい形で伝えることが難しいことが明らかになってきた．次年度からは高齢ユーザへのユーザインタフェースとして適切な方法という観点でインタフェースの研究を進めてゆく．
(3) これらにめどがついた段階で，装置の継続利用によるリハビリ効果の調査分析を行い，有効性を明らかにしてゆく．
|
| Causes of Carryover |
装置の作成について一部を次年度以降の研究で行うこととしたため，装置作成のための材料費の一部を繰り越すこととした．
|
Research Products
(19 results)
