片麻痺患者の起立動作の回復過程を計測する手すりの開発
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19K22799
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 59:Sports sciences, physical education, health sciences, and related fields
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
安 ち 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 助教 (70747873)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
淺間 一 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (50184156)
宮井 一郎 社会医療法人大道会(神経リハビリテーション研究部), 神経リハビリテーション研究部, 部長 (60510477)
服部 憲明 社会医療法人大道会(神経リハビリテーション研究部), 神経リハビリテーション研究部, 研究員 (70513141)
下田 真吾 国立研究開発法人理化学研究所, 脳神経科学研究センター, ユニットリーダー (20415186)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2021-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2019)
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| Budget Amount *help |
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2019: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
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| Keywords | 片麻痺 / リハビリテーション / 立ち上がり動作 / 筋シナジー / 福祉用具 / IoT / 手すり |
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| Outline of Research at the Start |
起立動作は日常動作の起点となる重要な動作であり，ヒトは筋シナジーを制御して，運動を達成する．片麻痺になると筋シナジーが阻害され運動障害が残るが，リハビリを経て，筋シナジーを調整できるようになり，運動が改善する．このように，筋シナジーの変化は患者の回復過程を評価する上で重要であるが，従来手法では，筋シナジーの抽出には患者の身体にセンサを貼って筋活動を計測する必要があり，1名の計測に多大な手間を要していた．それに対して，本研究は筋電位計を用いず，動作中の筋シナジーを1分以内という短時間で計測し，多くの患者の運動機能の評価を可能にする新しい計測手法を確立する挑戦的な研究である．
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では，脳卒中や脳梗塞後に後遺症として片麻痺となり運動障害を抱えた患者が手すりなどの福祉器具を活用してリハビリテーションや動作の練習をしていることに着目した．その中でも特に上肢の力を利用することで，運動機能が衰えた下肢の動作を代償していると考え，動作中に手すりにかかる力から使用者の運動機能を推定できるのではないかと仮説を立てた．このことから本研究では手すりにかかる力から片麻痺患者の運動機能を推定することを目的としている．
令和元年度はまず起立動作中の力を計測することができる手すりの製作を行った．特に手すりを引くことで上体を前屈させるたり，手すりを押し下げることで身体を持ち上げるため，上下方向と前後方向に力を計測できるものとした．また長期間に渡るリハビリテーション中も経時的に力を計測するために，手すり単体で動作可能で，データを保管しておく記録媒体などを有している．
さらに令和元年度は実際に脳卒中や脳梗塞後に片麻痺となった患者を対象に，手すりをもって立ち上がった際の手すりにかかる力を計測した．また同時に筋活動の計測を行い，運動機能の指標である筋シナジーを算出した．手すりにかかる力と筋シナジーの比較を行うことで，起立動作中の筋シナジーの活動と関連する手すりの力を調べた．その結果として，水平方向にかかる力の時系列データと離床に寄与する筋シナジーの活動に相関がみられ，力データから筋シナジーが推定できることが示唆される結果を得た．
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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
本研究課題は手すりにかかる力から片麻痺患者の運動機能を推定することを目的としている．令和元年度までに力を計測可能な手すりの製作を完了させており，実際の被験者を対象に運動計測実験を行うことができたため，研究はおおむね順調に進展しているといえる．
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| Strategy for Future Research Activity |
昨年度までには力を計測できる手すりを製作し，片麻痺患者を対象に計測実験を行うことができた．昨年度に製作した手すりは縦手すりであったため，主に被験者は腕を引いて身体を前方に移動させる動作の際に力は計測できたが，身体を上方向に押し上げる際の力の計測は難しかった．今後はさらに横手すりの開発も進め，手すりの使い方と運動機能の関係性をより調べるものとする．また異なる日において計測された手すりの力データを調べること，力と運動機能の変化についてより詳細に検討していくものとする．
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Report
(1 results)
Research Products
(3 results)
