2020 Fiscal Year Research-status Report
脳卒中麻痺手のテーラーメイドリハビリのためのプログラム作成支援システム
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19K12878
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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)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | リハビリテーション / トレーニング / デバイス / 手指 / 運動麻痺 / 脳卒中 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
申請者は，これまでに慢性期における脳卒中片麻痺者の手指運動機能回復のための３つのニューロリハビリデバイスを開発してきた．リハビリプログラムの３ステップにおけるそれぞれのデバイスが，患者一人一人に適したテーラーメイド治療を可能とするために，それぞれのデバイスから得られる情報に基づき回復効果を向上させるためのリハビリプログラム作成支援システム，およびそのアルゴリズムを開発する．具体的な目的は下記２つである．１．各デバイスの有する機能の設定パラメータを変化させた時，トレーニング中および後の患者の身体状態がどのように変化するのか，それらの関連性を明らかにする．２．回復効果を最大限に発揮するデバイスの設定パラメータの更新アルゴリズムを見出す．
2020年度の計画は，前年度の残課題の解決，および脳卒中片麻痺者による被験者実験の実施であった．このため倫理審査会の承認を得た．しかし，新型コロナウイルス感染予防のため被験者実験は実施できなかった．そこで，脳卒中片麻痺を有する研究員の協力によるデバイスの効果向上のための改善を本年度の目的とした．具体的には以下を実施した．
１）痙性減弱治療デバイス PFTD：重度の痙性を想定してデバイスの再設計を行い，新たなデバイスを完成した．前年の残課題であった計測システムを構築した．治療効率向上の期待できる調整パラメータを新たに選定した．
２）筋収縮促通トレーニングデバイス PARKO：前年度に設計した手指固定・負荷抵抗機構，計測システムからなる新たなデバイスを完成した．健常者を対象に旧デバイスより促通効果が高いこと，脳卒中片麻痺を有する研究員を対象に安定して促通効果が得られること，促通効果の期待できる調整パラメータを新たに発見した．
以上，2021年度実施の脳卒中片麻痺者による被験者実験の準備が整った．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
研究実績の概要にも記載したが，当初の予定であった，脳卒中片麻痺者を対象とした被験者実験によるデータ収集を行うことが出来なかった．
理由は，新型コロナウイルス感染予防のため，被験者実験の実施が困難であったからである．
この遅れを，被験者実験の規模を小さくすることで，遅れを取り戻す予定である．
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| Strategy for Future Research Activity |
2021年度は，新型コロナウイルス感染対策を十分に行いながら，脳卒中片麻痺者による被験者実験を行い，データ収集，データ解析を行う．その際，デバイスの機能の設定パラメータを変更しながら被験者の各種データを収集する．
１）痙性減弱治療デバイス PFTD：収集データは治療中の総指伸筋と浅指屈筋の筋電位，手首角度，および手に働く抵抗力，治療前後の手指と手首の関節可動域であり，設定パラメータは往復運動の速度，変位および継続時間，さらに手首角度，手に働く抵抗力である．
２）筋収縮促通トレーニングデバイス PARKO：収集データはトレーニング中の総指伸筋と浅指屈筋の筋電位，運動に対する抵抗力，発揮力の方向，トレーニング前後の痙性の度合いであり，設定パラメータは手首関節，運動に対する抵抗力，発揮力の方向である．
３）把握力調整能力評価トレーニングデバイスiWakka：収集データはトレーニング中の総指伸筋と浅指屈筋の筋電位，トレーニング前後の把握力調整能力であり，設定パラメータは目標把握力のパターン，機能的電気刺激の周波数と強度である．
収集データに対して機械学習あるいは多変量解析を用いてモデルを作成し，支援システムの更新アルゴリズムを開発する．なお，脳卒中片麻痺者とは，治療入院を終え，麻痺を抱えながらも社会的に健常な人を指す．
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| Causes of Carryover |
2020年度は，新型コロナウイルス感染予防のため共同研究者との研究打合せオンラインで実施し，国内学会の成果発表もオンライン会議での開催だったので旅費が発生しなかった．また，新型コロナウイルス感染予防のため被験者実験の実施が困難であったことから，旅費，謝金，論文掲載料等が発生しなかった．
2021年度は，被験者実験のため共同研究者の湘南医療大学までの旅費，被験者への謝金を，国際会議（韓国開催）にて成果を発表するため旅費，英文校正を計上している．さらに，2020年度に，脳卒中片麻痺を有する研究員による実証評価において，デバイスの耐久性の低さから一部部品の修理の繰り返しの必要性が判明した．そのための修理代を計上している．
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