Development of novel real-time feedback system using electromyography

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K09448
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 56020:Orthopedics-related
• Research Institution: Department of Clinical Research, National Hospital Organization Higashinagoya National Hospital
• Principal Investigator: Takeuchi Hiroki 独立行政法人国立病院機構東名古屋病院(臨床研究部), 独立行政法人国立病院機構東名古屋病院, その他 (90809253)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 野嶌 一平 信州大学, 医学部, 准教授(特定雇用) (20646286) ; 松井 佑介 名古屋大学, 医学系研究科(保健), 准教授 (90761495)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 筋間コヒーレンス / 脳卒中 / 立位動作

Outline of Final Research Achievements

We conducted some experiments employing intermuscular coherence analysis to evaluate the central nervous system (CNS) activity in patients who have had a stroke. Our aim in the present study was to elucidate the physiological mechanisms that underlie postural abnormalities and to devise new intervention strategies using neurophysiological parameters. In stroke patients, a correlation was found between greater postural sway and reduced δ-band coherence at the subcortical level, indicating that subcortical activity is enhanced compensatory in order to stabilize posture. With respect to intervention, we developed a system to provide real-time coherence feedback and conducted comparative studies, demonstrating the potential to selectively enhance coherence between targeted muscle pairs. Future longitudinal interventions are required for stroke patients.

Free Research Field

リハビリテーション

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

超高齢社会が進む本邦において、脳卒中患者の能力障害に対する効果的なリハビリテーションの開発は喫緊の課題である。特に、立位動作は日常生活レベルに大きく関係するため、立位の獲得は重要な課題である。本研究では、脳卒中患者の立位動作異常の生理学的メカニズムの解明および神経系への直接的な介入が可能となるフィードバックシステムの開発を行った。
本研究で開発したフィードバックシステムを用いた介入実験では、５日間のトレーニングにおいて任意に神経活動を高めることが可能であり、臨床での縦断的介入試験に進んでいくことを予定している。