| Project/Area Number |
23K03731
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 20010:Mechanics and mechatronics-related
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| Research Institution | Kochi University of Technology |
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Principal Investigator |
園部 元康 高知工科大学, システム工学群, 教授 (50455169)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
八木 千裕 新潟大学, 医歯学総合病院, 専任助教 (00837669)
堀井 新 新潟大学, 医歯学系, 教授 (30294060)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2025: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
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| Keywords | 慢性めまい / 感覚器重みづけ / 前庭感覚 / フォースプレート / 慣性センサ / PPPD / 体性感覚 / バランス評価 / モード解析 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究は，めまい患者，特に持続性知覚性姿勢誘発めまい（PPPD）と呼ばれる患者を対象に，そのバランスメカニズムの特異性からめまいの原因を明らかにすることを目指す．患者のバランスの計測を足裏の力計測板（フォースプレート）と頭部の慣性センサの組み合わせとして簡易化し，実際の医療現場でも計測可能なシステムとする．得られたデータから重心の動きとバランス制御の関係や，股関節戦略と足関節戦略の関係といったバランス指標を導出し，その指標を再現するバランス制御モデルを構築することで，めまいのメカニズムを明らかにする．
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は，慢性めまい患者における症状を，安静立位時のバランス計測から分類することである．鍵となる課題は，前庭感覚・体性感覚・視覚という各感覚系の貢献度を，定量的に評価することである．本研究では，足裏の床反力と頭部に装着した慣性センサのデータを組み合わせることで重心変位を推定し，同時に得られる頭部加速度および角速度の情報を用いて，バランス応答の特徴を抽出する．研究の構成は以下の3点に大別される．①患者の評価，②感覚重みづけを変化させる介入法の開発，③新たなバランス評価手法の構築，である．
① 患者の評価については，機能障害のない持続性知覚性姿勢誘発めまい（PPPD）患者と，機能障害を有する一側前庭障害（UVH）患者のバランス特性の違いを検討し，その経過を第83回日本めまい平衡医学会総会・学術講演会にて報告した．
② 介入法については，nGVSを付加した際，約半数の被験者において前庭重みづけの向上および矢状面における加速度の抑制効果が確認され，この成果は学術誌『Frontiers in Neurology』にて報告された．
③ バランス評価法に関しては，安静立位よりも前庭感覚への依存度が高くなる片脚立位に着目し，フォースプレートと3台の慣性センサを組み合わせた片脚立位時の重心推定法を提案した．この成果は学術誌『Sensors』に掲載されている．今後は，片脚立位によるバランス評価法のさらなる検討を進めるとともに，一定周波数揺動を用いた介入法の実用化を目指す．
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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
患者評価では，新潟大学および高知工科大学において，PPPDおよびUVHを中心とした慢性めまい患者54名と，年齢が対応する健常者33名の計測を実施した．その結果，特にPPPD患者において有意な差を伴う特有のパターンが観察された．この所見は，前庭感覚の重みづけ低下や体性感覚の過敏性を示唆しているが，その因果関係については今後，精査が必要である．
介入法に関しては，nGVSによって半数を超える被験者に効果が認められた．しかしながら，本介入法では個人ごとに最適な電流強度が異なるため，実用的な電流強度の調整法の検討が必要となる．さらに，nGVSは侵襲的な手法であることから，臨床研究への応用には一定のハードルが存在する．
健常者におけるバランス評価法としては，片足立ちのバランス解析において前庭感覚の特性が強く影響していることが明らかとなった．この成果については，2025年9月に開催される日本機械学会2025年度年次大会にて報告を予定している．
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| Strategy for Future Research Activity |
慢性めまい患者の評価については，引き続きデータ数を増やしながら，得られた特徴と感覚器の重みづけとの関係に焦点を当てて研究を進める．また，慢性めまい患者に見られる特有のバランス特性には新規性が認められるため，学術論文としての投稿準備を進めている．
介入方法に関しては，nGVSの効果を安静立位ではなく，支持面に一定周波数の揺動を加えた環境下や片脚立位において検証する．併せて，nGVSにおける最適電流強度の決定方法についても検討を行う．さらに，支持面に0.6～1 Hz程度の揺動を加える非侵襲的な介入法の開発も進めており，健常者を対象としてnGVSと同様の効果が得られるかを検証し，患者への応用に向けた基礎的知見を蓄積する予定である．
評価方法としては，前庭機能の重みづけを把握するために，片足立ちにおけるバランス評価法に加え，座位におけるバランス応答の同定を通じた評価法についても検討を進めている．
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