ロボット訓練と非侵襲脳刺激が脳卒中片麻痺の回復および脳可塑性へ与える影響

• 研究課題/領域番号: 15H05359
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: リハビリテーション科学・福祉工学
• 研究機関: 藤田医科大学
• 研究代表者: 武田 湖太郎 藤田医科大学, 保健学研究科, 准教授 (50618733)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2019年度)
• 配分額: 23,920千円 (直接経費: 18,400千円、間接経費: 5,520千円); 2018年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円); 2017年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円); 2016年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円); 2015年度: 11,310千円 (直接経費: 8,700千円、間接経費: 2,610千円)
• キーワード: ロボット / リハビリテーション / ロボットリハビリテーション / 感覚障害 / ロボット・リハビリテーション / fNIRS / 電気刺激 / 脳・神経 / 医療・福祉

研究成果の概要

脳卒中リハビリテーションにおけるロボットや脳刺激法などに関するエビデンスを構築した．（１）筋電気刺激を併用した上肢ロボットリハは運動麻痺をより改善させ，肩のActive ROMを増加させた．（２）感覚障害はロボットリハの効果を低減させる要因のひとつであった．（３）左頭頂葉下部，後部側頭葉への陽極・経頭蓋電流刺激により脳卒中後の音声言語記憶が改善され得た．さらに，（４）被殻出血患者を対象とした後方視的検討により，内包後脚の損傷やRaven's Colored Progressive Matrices testによる認知機能評価が運動麻痺や日常生活活動の帰結予測に有用であることが明らかとなった．

研究成果の学術的意義や社会的意義

脳卒中後には運動機能や認知機能などさまざまな障害が残り，これらの障害を改善することがリハビリテーションの目的のひとつである．近年，ロボット訓練や非侵襲電気刺激といった新しいリハビリ法が数多く提案されているが，エビデンスが不足しているのが問題のひとつであった．そこで本研究では，電気刺激と上肢訓練ロボットの併用効果や，麻痺改善を阻害し得る感覚障害がロボット訓練効果へ与える影響を明らかにすることで，より臨床場面に即した状況における応用に関するエビデンスを提供するに至った．

研究成果

• [雑誌論文] Relationship between Hematoma Volume and Motor Impairment in Putaminal Hemorrhage (2020)
  • 著者名/発表者名: Ohnishi Hitoshi、Takeda Kotaro、Watanabe Makoto、Maeshima Shinichiro、Sonoda Shigeru
  • 雑誌名: Journal of Stroke and Cerebrovascular Diseases 巻: 29 号: 6 ページ: 104812-104812
  • DOI: 10.1016/j.jstrokecerebrovasdis.2020.104812
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of Sensory Loss on Improvements of Upper-Limb Paralysis Through Robot-Assisted Training: A Preliminary Case Series Study (2019)
  • 著者名/発表者名: Miyasaka Hiroyuki、Takeda Kotaro、Ohnishi Hitoshi、Orand Abbas、Sonoda Shigeru
  • 雑誌名: Applied Sciences 巻: 9 号: 18 ページ: 3925-3925
  • DOI: 10.3390/app9183925
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Hemodynamic responses in prefrontal cortex and personality characteristics in patients with bulimic disorders: a near-infrared spectroscopy study. (2018)
  • 著者名/発表者名: Numata N, Hirano Y, Sutoh C, Matsuzawa D, Takeda K, Setsu R, Shimizu E, Nakazato M.
  • 雑誌名: Eat Weight Disord, in press 巻: - 号: 1 ページ: 1-9
  • DOI: 10.1007/s40519-018-0500-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Transcranial direct current stimulation improves audioverbal memory in stroke patients (2017)
  • 著者名/発表者名: Kazuta T, Takeda K, Osu R, Tanaka S, Oishi A, Kondo K, Liu M
  • 雑誌名: Am J Phys Med Rehabil 巻: - 号: 8 ページ: 565-571
  • DOI: 10.1097/phm.0000000000000686
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Ability of electrical stimulation therapy to improve the effectiveness of robotic training for paretic upper limbs in patients with stroke (2016)
  • 著者名/発表者名: Miyasaka H, Orand A, Ohnishi H, Tanino G, Takeda K, Sonoda S.
  • 雑誌名: Med Eng Phys 巻: 38 号: 11 ページ: 1172-1175
  • DOI: 10.1016/j.medengphy.2016.07.010
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Reduction of global interference of scalp-hemodynamics in functional near-infrared spectroscopy using short distance probes (2016)
  • 著者名/発表者名: Sato T, Nambu I, Takeda K, Aihara T, Yamashita O, Isogaya Y, Inoue Y, Otaka Y, Wada Y, Kawato M, Sato MA, Osu R
  • 雑誌名: Neuroimage 巻: 141 ページ: 120-132
  • DOI: 10.1016/j.neuroimage.2016.06.054
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] Development of a simple device for assessment of spasticity (2017)
  • 著者名/発表者名: Takeda K, Maeda H, Sonoda S
  • 学会等名: The 47th Annual Meeting of the Society for Neuroscience
  • 国際学会
• [学会発表] 上肢ロボットのアシスト量からみる麻痺側上肢の重症度別の麻痺回復過程の違い (2017)
  • 著者名/発表者名: 宮坂裕之, 武田湖太郎, 大西斉, Orand A, 園田茂
  • 学会等名: 第51回日本作業療法学会
• [学会発表] 機能的近赤外分光法（fNIRS）の基礎と実践 (2016)
  • 著者名/発表者名: 武田湖太郎
  • 学会等名: 第23回脳機能とリハビリテーション研究会 学術集会 教育セミナー
  • 発表場所: 千葉県立保健医療大学 幕張キャンパス（千葉市美浜区）
  • 年月日: 2016-04-24
  • 招待講演
• [学会発表] 機能的近赤外分光法（fNIRS）の原理と実践 (2015)
  • 著者名/発表者名: 武田湖太郎
  • 学会等名: 第22回脳機能とリハビリテーション研究会 学術集会
  • 発表場所: 千葉県立保健医療大学 幕張キャンパス（千葉市美浜区）
  • 年月日: 2015-04-12
  • 招待講演