2015 Fiscal Year Research-status Report
能動免荷・筋力補助と多種刺激を併用した促通機能付き麻痺上肢複合運動訓練装置の開発
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26350616
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| Research Institution | Kagoshima University |
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Principal Investigator |
余 永 鹿児島大学, 理工学域工学系, 准教授 (20284903)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
川平 和美 鹿児島大学, 医歯(薬)学総合研究科, 研究員 (20117493)
下堂薗 恵 鹿児島大学, 医歯学域医学系, 教授 (30325782)
林 良太 鹿児島大学, 理工学域工学系, 准教授 (40288949)
衛藤 誠二 鹿児島大学, 医歯学域医学部・歯学部附属病院, 講師 (70295244)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 理学療法学 / 知能ロボット / 感覚行動システム / センシングデバイス・システム / ヒューマンインターフェース / 易収縮的筋電気刺激 / 機能的筋振動刺激 / 興奮収縮連関 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
（１）前年度に確立された上肢複合運動訓練装置機構とセンサ機構の設計に基づいて製作した装置を改良し、その上訓練装置の運動学・力学特性をテストした。また、回転運動と水平面内並進運動の慣性を低減するために、前腕に装着する回内・回外アシスト機構部品の軽量化（低慣性化）にさらに工夫した。第３３回日本ロボット学会学術講演会において、「上肢自重免荷機能と前腕回転筋力補助機能を有する片麻痺上肢複合運動機能回復訓練装置の研究」を題として、一部の成果を発表した。
（２）手先リーチングの上前方目標・頭部目標・初期位置目標を製作・確定し、機構の幾つかの相対運動部位に運動覚センサを装着して、上肢と手先の位置・姿勢と各目標接触の確認が可能にした。また、上前方へ、頭部へ、初期位置への各リーチングにおける運動タイミング（音声）刺激を可能にした。一部の関連成果を「麻痺機能回復訓練装置及び麻痺機能回復訓練方法」の国際特許で2015年6月12日に出願した。
（３）装置の運動覚センサと力覚センサを用いて、特定筋への各種刺激による運動の促通効果と、装置によるその筋力と随意運動への能動補助効果について、訓練装置の運動学・力学に関する定量評価ソフトを開発した。そして、訓練課題と検査・評価課題のソフトをそれぞれ開発し、運動機能回復の定量評価方法を確立してその評価ソフトを開発した。2015 IEEE International Conference on Robotics and Biomimeticsにおいて、「Production of Effective Stretch Reflex by a Pronation and Supination Function Recovery Training Device for Hemiplegic Forearms」を題として、一部の成果を発表し、Best Paper in Robotics Finalistとの評価を受けた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成２７年度には、前年度に確立された上肢複合運動訓練装置機構とセンサ機構の設計に基づいて製作した装置を改良し、機構部品の軽量化（低慣性化）にさらに工夫した。次に、手先リーチングの上前方目標・頭部目標・初期位置目標を製作・確定し、機構の幾つかの相対運動部位に運動覚センサを装着して、上肢と手先の位置・姿勢と各目標接触の確認と、各リーチングにおける運動タイミング（音声）刺激を可能にした。また、装置の運動覚センサと力覚センサを用いて、特定筋への各種刺激による運動の促通効果と、装置によるその筋力と随意運動への能動補助効果について、訓練装置の運動学・力学に関する定量評価ソフトを開発した。研究は計画の通りに順調に進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成28年度は、開発した訓練装置の臨床応用を行いその成績を確認して、振動刺激と電気刺激による随意運動への促進効果や、能動的に筋力と随意運動を補助する他動介助効果などの機能回復を促進する有効性をハードとソフトの両面で評価検証し、上肢複合運動機能回復訓練の実施可能性について実証する。次に、評価実証に明らかになった訓練装置の改善点を検討し、改善を実施し、訓練装置の完成度を高める。さらに可能であれば、提案した上肢複合運動機能回復訓練装置の新規性と有用性が確認でき次第、早い段階で訓練手法に関する新規特許を出願する予定である。
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