科学的根拠のある利き手・非利き手別リハビリテーションプログラムの構築

• 研究課題/領域番号: 18K10673
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分59010:リハビリテーション科学関連
• 研究機関: 広島大学
• 研究代表者: 砂川 融 広島大学, 医系科学研究科(保), 教授 (40335675)
• 研究分担者: 小池 康晴 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 教授 (10302978) ; 車谷 洋 広島大学, 医系科学研究科(保), 講師 (00335647) ; 中西 一義 広島大学, 医系科学研究科(保), 教授 (60403557)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2020年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2018年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
• キーワード: リハビリテーション / 利き手 / 脳科学 / 運動学 / BMI / 経頭蓋直流電機刺激 / 運動シナジー解析 / 筋シナジー解析 / 感覚障害 / 運動イメージ / 脳活動

研究成果の概要

指駆血による感覚障害は，駆血の継続により継時的に悪化したが，tDCSを行うことで減弱した．VRを使用した動画観察は義手の操作訓練に有効なことが示された．
母指のぶん回し運動を運動シナジー解析したところ，正常人と比べ手根管症候群患者では，CM関節運動の減少とMP関節の代償動作が抽出され，CM関節症患者ではシナジーに有意差はないが，運動範囲が全方向で減少していることが判明した．リーチ動作課題を運動シナジー解析したところ，手指・手関節運動パターンには左右差はなかったが，肩と肘が関与するパターンでは左右差を認め，シナジー解析から抽出した訓練を行うと手指のパフィオーマンスが有意に向上することが判明した．

研究成果の学術的意義や社会的意義

母指を中心とした運動シナジー解析により，手指の運動パターンの特徴を明らかとし，シナジー解析に基づく訓練が手の機能向上に有効である可能性を示した．また，脳の電気刺激という新たな手法が手指障害の治療に応用可能性があることを示した．VRを用いた上肢リハビリテーションが有効である可能性も示した．
以上の結果は従来あるいは新たなリハビリテーション法に科学的根拠を与え，リハビリテーションの新たな方向を示すことができた．

研究成果

• [雑誌論文] The correlation between osteoarthritis stage and the effect of the lateral wedge insole for 3 months on medial meniscus extrusion in the knee joint (2021)
  • 著者名/発表者名: Ishii Yosuke、Ishikawa Masakazu、Hayashi Seiju、Kanemitsu Munekazu、Omoto Takenori、Kurumadani Hiroshi、Kuwahara Wataru、Date Shota、Deie Masataka、Adachi Nobuo、Sunagawa Toru
  • 雑誌名: The Knee 巻: 28 ページ: 110-116
  • DOI: 10.1016/j.knee.2020.11.016
  • 査読あり
• [雑誌論文] Three-dimensional analysis of hand coordination following tendon transfers for posterior interosseous nerve palsy (2021)
  • 著者名/発表者名: Kurumadani Hiroshi、Kodama Akira、Sunagawa Toru
  • 雑誌名: Journal of Hand Surgery (European Volume) 巻: 46 号: 6 ページ: 669-671
  • DOI: 10.1177/1753193420988499
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dynamic ultrasonography of the medial meniscus during walking in knee osteoarthritis (2020)
  • 著者名/発表者名: Ishii Yosuke、Nakashima Yuko、Ishikawa Masakazu、Sunagawa Toru、Okada Kaoru、Takagi Kazuya、Adachi Nobuo
  • 雑誌名: The Knee 巻: 27 号: 4 ページ: 1256-1262
  • DOI: 10.1016/j.knee.2020.05.017
  • 査読あり
• [雑誌論文] Increase in medial meniscal extrusion in the weight-bearing position observed on ultrasonography correlates with lateral thrust in early-stage knee osteoarthritis (2020)
  • 著者名/発表者名: Ishii Yosuke、Ishikawa Masakazu、Kurumadani Hiroshi、Hayashi Seiju、Nakamae Atsuo、Nakasa Tomoyuki、Sumida Yoshikazu、Tsuyuguchi Yusuke、Kanemitsu Munekazu、Deie Masataka、Adachi Nobuo、Sunagawa Toru
  • 雑誌名: Journal of Orthopaedic Science 巻: 25 号: 4 ページ: 640-646
  • DOI: 10.1016/j.jos.2019.07.003
  • 査読あり
• [雑誌論文] Influence of static magnetic field stimulation on the accuracy of tachystoscopically presented line bisection. (2020)
  • 著者名/発表者名: *Kirimoto, H., Watanabe, T., Kubo, N., Date, S., Sunagawa, T., Mima, T., Ogata, K., Nakazono, H., Tobimatsu, S., & Oliviero, A.
  • 雑誌名: Brain Sci. 巻: 10 号: 12 ページ: 1006-1006
  • DOI: 10.3390/brainsci10121006
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Factors affecting sensory recovery after thumb reconstruction using a wrap-around flap (2020)
  • 著者名/発表者名: Masuda Tetsuo、Sunagawa Toru、Suzuki Osami、Kurumadani Hiroshi、Peng Feng、Nobuo Adachi
  • 雑誌名: Journal of Hand Surgery (European Volume) 巻: 45 号: 8 ページ: 838-841
  • DOI: 10.1177/1753193420918760
  • 査読あり
• [雑誌論文] The effects of transcranial static magnetic fields stimulation over the supplementary motor area on anticipatory postural adjustments (2020)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Tsuru, Tatsunori Watanabea, Xiaoxiao Chen, Nami Kubo, Toru Sunagawa, Tatsuya Mima, Hikari Kirimoto
  • 雑誌名: Neuroscience Letters 巻: 723 ページ: 1-6
  • DOI: 10.1016/j.neulet.2020.134863
  • NAID: 120007002545
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Virtual reality-based action observation facilitates the acquisition of body-powered prosthetic control skills (2020)
  • 著者名/発表者名: Yoshimura Manabu、Kurumadani Hiroshi、Hirata Junya、Osaka Hiroshi、Senoo Katsutoshi、Date Shota、Ueda Akio、Ishii Yosuke、Kinoshita Seiji、Hanayama Kozo、Sunagawa Toru
  • 雑誌名: Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation 巻: 17 号: 1 ページ: 113-113
  • DOI: 10.1186/s12984-020-00743-w
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Transcranial direct current stimulation effects on hand sensibility as measured by an objective quantitative analysis device: a randomized single-blind sham-control crossover clinical trial (2020)
  • 著者名/発表者名: Zehry Hanan Ibrahim、Maaty Ahmed、El-Hagrassy Mirret M.、Ueda Akio、Kurumadani Hiroshi、Fregni Felipe、Sunagawa Toru
  • 雑誌名: NeuroReport 巻: 31 号: 5 ページ: 406-410
  • DOI: 10.1097/wnr.0000000000001423
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] 手外科に対する脳科学的アプローチ (2020)
  • 著者名/発表者名: 砂川 融
  • 雑誌名: 日本整形外科学会雑誌 巻: 94 ページ: 46-57
• [雑誌論文] Long-term disuse of the hand affects motor imagery ability in patients with complete brachial plexus palsy (2019)
  • 著者名/発表者名: Date, S. Kurumadani, H. Yoshimura, M. Fukae, A. Onishi, K. Hayashi, J. Shinomiya, R. Sunagawa, T.
  • 雑誌名: Neuroreport 巻: 30 号: 6 ページ: 452-456
  • DOI: 10.1097/wnr.0000000000001229
  • 査読あり
• [雑誌論文] Correlation between spinal and pelvic movements during gait and aggravation of low back pain by gait loading in lumbar spinal stenosis patients. (2019)
  • 著者名/発表者名: Kuwahara W, Kurumadani H, Tanaka N, Nakanishi K, Nakamura H, Ishii Y, Ueda A, Deie M, Adachi N, Sunagawa T.
  • 雑誌名: 10.1016/j.jos.2018.09.002. 巻: 24 号: 2 ページ: 207-213
  • DOI: 10.1016/j.jos.2018.09.002
  • 査読あり
• [雑誌論文] Total knee arthroplasty for patients with medial knee osteoarthritis improves trunk movement during gait (2019)
  • 著者名/発表者名: Kuwahara, W. Nakanishi, K. Kurumadani, H. Shimada, N. Asaeda, M. Deie, M. Adachi, N. Sunagawa, T.
  • 雑誌名: J Back Musculoskelet Rehabil 巻: - 号: 5 ページ: 727-734
  • DOI: 10.3233/bmr-181383
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mirror imaging of finger mechanical stimulation affects secondary somatosensory response. (2018)
  • 著者名/発表者名: Nakanishi K, Watanabe T, Sunagawa T, Kurumadani H, Ibrahim Zehry H, Ochi M, Adachi N.
  • 雑誌名: Neuroreport 巻: 29 号: 3 ページ: 229-34
  • DOI: 10.1097/wnr.0000000000000966
  • 査読あり
• [雑誌論文] Joint distraction and early mobilization using a new dynamic external finger fixator for the treatment of fracture-dislocations of the proximal interphalangeal joint (2018)
  • 著者名/発表者名: Kodama, A. Sunagawa, T. Nakashima, Y. Shinomiya, R. Hayashi, Y. Ochi, M. Adachi, N.
  • 雑誌名: J Orthop Sci 巻: 23 号: 6 ページ: 959-966
  • DOI: 10.1016/j.jos.2018.07.013
  • 査読あり
• [雑誌論文] Comparison of sonography and MRI in the evaluation of stability of capitellar osteochondritis dissecans. (2018)
  • 著者名/発表者名: Yoshizuka M, Sunagawa T, Nakashima Y, Shinomiya R, Masuda T, Makitsubo M, Adachi N.
  • 雑誌名: J Clin Ultrasound 巻: 46 号: 4 ページ: 247-52
  • DOI: 10.1002/jcu.22563
  • 査読あり
• [学会発表] 手外科に対する脳科学的アプローチ (2019)
  • 著者名/発表者名: 砂川 融
  • 学会等名: 第92回日本整形外科学会学術総会
  • 招待講演
• [学会発表] Clustering of muscle activation pattern between thenar and extrinsic hand muscles during various grasp tasks. (2019)
  • 著者名/発表者名: Shota Date, Hiroshi Kurumadani, Toru Sunagawa
  • 学会等名: 11th International Federation of Societies for Hand Therapy
  • 国際学会
• [学会発表] Correlation between palmar shape modulation and finger joint movements during hand shape formation. (2019)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Kurumadani, Shota Date, Toru Sunagawa
  • 学会等名: 11th International Federation of Societies for Hand Therapy
  • 国際学会
• [学会発表] 手根管症候群症例の母指関節運動の特徴 －可動範囲とKinematicsynergyの分析－ (2019)
  • 著者名/発表者名: 車谷洋、兒玉祥、山元優輝、伊達翔太、桑原渉、砂川融
  • 学会等名: 第62回日本手外科学会
• [学会発表] 把握動作の手内在筋・外在筋の筋シナジー分析 ～母指球筋と長掌筋に注目して～ (2019)
  • 著者名/発表者名: 伊達翔太、車谷洋、砂川融
  • 学会等名: 第62回日本手外科学会
• [学会発表] ヘッドマウントディスプレイを用いたVR動画の観察による運動学習効果の検討 (2019)
  • 著者名/発表者名: 上田章雄、車谷洋、伊達翔太、砂川融
  • 学会等名: 第53回日本作業療法学会
• [学会発表] 遠位横アーチの可動性が物体把持動作時の手指関節肢位に与える影響 (2019)
  • 著者名/発表者名: 伊達翔太、車谷洋、上田章雄、砂川融
  • 学会等名: 第53回日本作業療法学会
• [学会発表] スマートフォン使用時の母指関節運動の特徴―関節角度と可動範囲の分析から― (2019)
  • 著者名/発表者名: 車谷洋、伊達翔太、上田章雄、砂川融
  • 学会等名: 第53回日本作業療法学会
• [学会発表] 経頭蓋直流電気刺激が阻血に伴う感覚障害に与える影響 (2019)
  • 著者名/発表者名: 砂川融、車谷洋、上田章雄
  • 学会等名: 第30回日本末梢神経学会学術集会
• [学会発表] 手根管症候群症例の関節運動と重症度との関連 (2019)
  • 著者名/発表者名: 車谷洋、兒玉祥、上田章雄、安達伸生、砂川融
  • 学会等名: 第30回日本末梢神経学会学術集会
• [学会発表] 長期間の患側上肢の不使用が全型腕神経叢麻痺患者の運動イメージ能力に与える影響 (2019)
  • 著者名/発表者名: 伊達翔太、車谷洋、上田章雄、吉村学、土手章史、石井陽介、林淳二、砂川融
  • 学会等名: 第53回日本作業療法学会
• [学会発表] 手根管症候群症例における術後の母指運動の特徴 (2019)
  • 著者名/発表者名: 車谷洋、兒玉祥、伊達翔太、安達伸生、砂川融
  • 学会等名: 第34回日本整形外科学会基礎学術集会
• [学会発表] 把握動作時の母指球筋と手外在筋との協調性について―筋シナジー解析を用いた検討 (2019)
  • 著者名/発表者名: 伊達翔太、車谷洋、砂川融
  • 学会等名: 第34回日本整形外科学会基礎学術集会
• [学会発表] 到達動作とリバース動作時の運動シナジーの共有パターンの特徴 (2019)
  • 著者名/発表者名: 車谷洋、川井怜美香、伊達翔太、砂川融
  • 学会等名: 第13回日本作業療法研究学会学術大会
• [図書] 手に映る脳，脳を宿す手 (2020)
  • 著者名/発表者名: 砂川 融
  • 総ページ数: 252
  • 出版者: 医学書院
  • ISBN: 9784260042574