2023 Fiscal Year Research-status Report
大脳刺激・神経筋刺激・ロボット訓練による難治性疼痛と運動麻痺の同時克服への挑戦
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22K18781
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
平井 宏明 大阪大学, 大学院基礎工学研究科, 准教授 (60388147)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
齋藤 洋一 大阪大学, 大学院基礎工学研究科, 特任教授 (20252661)
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| Project Period (FY) |
2022-06-30 – 2025-03-31
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| Keywords | 中枢性脳卒中後疼痛 / 運動機能回復 / 反復経頭蓋磁気刺激 / 機能的電気刺激 / ロボット訓練 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
難治性神経障害である中枢性脳卒中後疼痛は，患者の生活の質の低下は元より，患者を機能回復へ導くリハビリテーションの障壁となっている．こうした中，近年，脳神経科学の分野では「疼痛により運動が困難な麻痺肢を積極的に運動させることが脳の可塑性を誘発し，疼痛と麻痺の改善に繋がる」ことが示唆されている．では，如何にしてこの「疼痛・麻痺」と「運動」の相反する要求を満たし，治療として実現できるだろうか．本研究では，反復経頭蓋磁気刺激，機能的電気刺激，ロボット訓練のそれぞれ作用機序の異なる介入手段を組み合わせることで，除痛と運動機能回復を同時に実現する多様式な治療法を探索し，その科学的根拠の獲得を目指す．ここでは，ロボット訓練として，筋シナジー仮説に基づく運動療法を採用する．
昨年度に生じた想定外の機材の不具合より研究期間の延長を余儀なくされる中，本年度は阪大開発のリハロボットおよび筋シナジー解析技術を用いて，共同運動を特徴づける運動協調の5つの工学的指標（①運動学，②筋シナジー，③手先インピーダンス，④手先平衡点，⑤手先力）の評価の洗練化を行った．②③④は筋骨格系の数理モデルより算出される物理的指標であり，工学から医学への提案指標である．推定される運動特徴量は中枢神経系の運動指令を反映しており，異常運動の定量評価に貢献する．同手法を上肢到達運動を含む多様な身体運動の解析や訓練に適用することで，仮説に基づく運動の評価，介入，およびその周辺技術について科学的知見を深めた．結果は，「手先平衡点の操作性が向上するように，肢内のインピーダンスのバランスを調整することが本質的である」ことを示唆し，今後の展開への大きな足掛かりとなった．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
実験実施に不可欠な機材（ロボットアーム）が初年度に故障し，原因の特定と修理に長期の時間を要し，その間，研究を中断せざるを得なかったため．
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| Strategy for Future Research Activity |
予期せぬ事態のため，研究期間を1年間延長し，年度を繰り下げて当初の計画を遂行する．
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| Causes of Carryover |
研究初期段階において，実験実施に不可欠な機材（ロボットアーム）が故障し，製造元である米国にて修理の必要を生じた．故障原因の特定と修理に長期の時間を要し，その間，研究を中断せざるを得なかったため．予期せぬ事態のため，研究期間を1年延長する手続きを行なった．年度を繰り下げて当初の計画を遂行予定である．
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[Presentation] Physiological markers of motor improvement following five-month sprint training in young boys2023
Author(s)
Kazuto Noro, Asumi Takeichi, Hiroaki Hirai, Hideya Okamoto, Daisuke Kogawa, Chikako Kamimukai, Yasunori Kaneko, Noriyuki Tabuchi, Shoji Kinoshita, Yuta Miyajima, Yusuke Yashima, Hirokazu Kuga, Satoru Yamamoto, Naoto Yamada, Kazuhiro Matsui, Atsushi Nishikawa, and Hermano Igo Krebs
Organizer
The 11th International Symposium on Adaptive Motion of Animals and Machines (AMAM2023)
Int'l Joint Research
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[Presentation] 陸上指導を受ける10－11 歳男児の疾走能力の熟達に伴う下肢制御戦略の変容2023
Author(s)
武市 明日海, 平井 宏明, 野呂 和主, 岡本 英也, 古川 大輔, 上向井 千佳子, 金子 靖仙, 田渕 規之, 木下 昭二, 八島 侑祐, 黒木 蓮, 久賀 紘和, 淡 媛美子, 松居 和寛, 西川 敦, Hermano Igo Krebs
Organizer
第41回日本ロボット学会学術講演会 (RSJ2023)
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[Presentation] 脚間を連結する受動的外腱を付与されたヒトの走動作と運動適応2023
Author(s)
八島 侑祐, 平井 宏明, Eric Christofori, 武市 明日海, 黒木 蓮, 佐々木 皓生, 久賀 紘和, 淡 媛美子, 松居 和寛, 西川 敦, Hermano Igo Krebs
Organizer
第41回日本ロボット学会学術講演会 (RSJ2023)
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[Presentation] サドル支持型部分体重免荷, 左右分離型トレッドミル, および下腿筋への干渉波電気刺激を用いた歩行訓練システムの開発と評価2023
Author(s)
久賀 紘和, 平井 宏明, 古川 啓介, 佐々木 皓生, 淡 媛美子, 八島 侑祐, 武市 明日海, 松居 和寛, 西川 敦, Hermano Igo Krebs
Organizer
第41回日本ロボット学会学術講演会 (RSJ2023)
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