頸椎部圧迫性脊髄症患者の手指運動機能障害を予防するリハビリテーション法の確立

• 研究課題/領域番号: 20K19344
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 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: 伊達 翔太 広島大学, 医系科学研究科(保), 助教 (30866869)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2024-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2023年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2023年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円); 2022年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円); 2021年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円); 2020年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
• キーワード: 頚髄症 / ウェアラブルセンサ / 手指 / 定量化 / リハビリテーション / ハンド / 整形外科 / 作業療法 / 手指運動機能 / 日常生活動作（ADL) / ジャイロセンサ / 筋電図

研究開始時の研究の概要

本研究は、頸椎部圧迫性脊髄症（頸髄症）患者を対象に以下の研究を行う。
1. 手指運動機能を評価できるウェアラブルセンサを開発する
2. 頸髄症患者の手指運動の特徴を抽出し、定量化する
3. 日常生活動作との関連性を調査し、障害の早期発見や最適な治療を選択ができるプログラムを開発する
4. 個人の症状に合わせた運動法や補助具の使用を検討し、科学的根拠のあるリハビリテーション法を構築する

研究成果の概要

頸椎部圧迫性脊髄症（頸髄症）の巧緻運動機能障害を定量的に評価するために，小型ウェアラブルセンサを爪先に貼付し，手指の離握手動作時の運動パラメーターを調査した．結果，頚髄症患者は健常者と比較し，離握手の回数減少，運動速度低下，手指の屈曲と伸展の動作の切り替えの時間延長が確認された．また，術前から術後にかけて頚髄症患者の離握手動作を評価した結果，回数の増加や運動速度の向上はみられるものの，動作の切り替え時間に変化はなかった．以上より，頚髄症患者の手指運動の特徴や定量的に明らかとなり，障害の早期発見や症状の進行を予防する運動法の提案のための基礎的知見を得ることが出来た．

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では，術前頚髄症患者の手指運動の特徴をウェアラブルセンサを用いて定量化した．また，術前から術後における手指運動機能の経時的変化も評価することが可能となった．これらの結果は，頚髄症患者の手指運動障害の基礎的知見となり，運動の特徴に合わせた運動法の提案やリハビリテーション介入法の開発に貢献できる．

研究成果

• [雑誌論文] The Effect of Lateral Wedge Insole on Gait Variability Assessed Using Wearable Sensors in Patients with Medial Compartment Knee Osteoarthritis (2023)
  • 著者名/発表者名: Ishii Yosuke、Ishikawa Masakazu、Kurumadani Hiroshi、Sunagawa Toru、Date Shota、Takahashi Makoto、Iwamoto Yoshitaka、Adachi Nobuo
  • 雑誌名: Journal of Healthcare Engineering 巻: 2023 号: 1 ページ: 1-7
  • DOI: 10.1155/2023/6172812
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Effects of metacarpophalangeal joint position and finger joint movement speed on lumbrical muscle activity (2023)
  • 著者名/発表者名: Kurumadani Hiroshi、Ueda Akio、Date Shota、Ishii Yosuke、Nakashima Yuko、Sunagawa Toru
  • 雑誌名: Hand Surgery and Rehabilitation 巻: 42 号: 5 ページ: 424-429
  • DOI: 10.1016/j.hansur.2023.06.004
  • 査読あり
• [雑誌論文] Measurement of the lumbrical muscle activity of the hand using electromyography supported by the ultrasound imaging technique with string navigation (2023)
  • 著者名/発表者名: Kurumadani Hiroshi、Ueda Akio、Date Shota、Ishii Yosuke、Goto Naoya、Nakashima Yuko、Sunagawa Toru
  • 雑誌名: Journal of Biomechanics 巻: 158 ページ: 111748-111748
  • DOI: 10.1016/j.jbiomech.2023.111748
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of extension of the ulnar fingers on force control and muscle activity of the hand during a precision pinch (2023)
  • 著者名/発表者名: Date Shota、Kurumadani Hiroshi、Kurauchi Kazuya、Fukushima Toshiyuki、Goto Naoya、Sunagawa Toru
  • 雑誌名: Journal of Hand Surgery (European Volume) 巻: 49 号: 5 ページ: 608-616
  • DOI: 10.1177/17531934231211254
  • 査読あり
• [雑誌論文] Intramuscular and intermuscular coherence analysis while obstacle crossing during treadmill gait (2023)
  • 著者名/発表者名: Wen Lin、Watanabe Tatsunori、Iwamoto Yoshitaka、Ishii Yosuke、Miyoshi Fumiya、Shiraishi Kanako、Date Shota、Siu Ka-Chun、Kirimoto Hikari、Takahashi Makoto
  • 雑誌名: Somatosensory & Motor Research 巻: 41 号: 4 ページ: 1-11
  • DOI: 10.1080/08990220.2023.2296516
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] 症例報告 ロボット療法と課題練習によるピアノ演奏能力の改善 (2022)
  • 著者名/発表者名: 石垣 賢和、花田 恵介、伊達 翔太、竹林 崇
  • 雑誌名: 作業療法ジャーナル 巻: 56 号: 2 ページ: 177-181
  • DOI: 10.11477/mf.5001202883
  • ISSN: 0915-1354
  • 年月日: 2022-02-15
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of the position of the interphalangeal joint on movements of the trapeziometacarpal joint during thumb opposition (2022)
  • 著者名/発表者名: Kurumadani Hiroshi、Kurauchi Kazuya、Date Shota、Ishii Yosuke、Sunagawa Toru
  • 雑誌名: Journal of Hand Surgery (European Volume) 巻: 47 号: 5 ページ: 495-500
  • DOI: 10.1177/17531934211065879
  • 査読あり
• [雑誌論文] Correlation between kinesthetic motor imagery of an amputated limb and phantom limb pain (2022)
  • 著者名/発表者名: Yoshimura Manabu、Kurumadani Hiroshi、Hirata Junya、Date Shota、Ueda Akio、Ishii Yosuke、Senoo Katsutoshi、Hanayama Kozo、Sunagawa Toru
  • 雑誌名: Prosthetics and Orthotics International 巻: 46 号: 4 ページ: 320-326
  • DOI: 10.1097/pxr.0000000000000122
  • 査読あり
• [雑誌論文] Brachialis Muscle Activity Can Be Measured With Surface Electromyography: A Comparative Study Using Surface and Fine-Wire Electrodes (2021)
  • 著者名/発表者名: Date Shota、Kurumadani Hiroshi、Nakashima Yuko、Ishii Yosuke、Ueda Akio、Kurauchi Kazuya、Sunagawa Toru
  • 雑誌名: Frontiers in Physiology 巻: 12 ページ: 1-7
  • DOI: 10.3389/fphys.2021.809422
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Quantitative evaluation of abnormal finger movements in myelopathy hand during the grip and release test using gyro sensors (2021)
  • 著者名/発表者名: Date S, Nakanishi K, Fujiwara Y, Yamada K, Kamei N, Kurumadani H, Yoshimura M, Ueda A, Ishii Y, Ohta R, Kotaka S, Tsuchikawa Y, Nakamae T, Ishikawa M, Hirao K, Fujimoto Y, Adachi N, Sunagawa T.
  • 雑誌名: PLOS ONE 巻: 16 号: 10 ページ: e0258808-e0258808
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0258808
  • 査読あり / オープンアクセス
• [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] 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] 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
• [学会発表] 術後頚髄症患者の手指運動機能の経時的変化とADLとの関係 (2024)
  • 著者名/発表者名: 伊達翔太，藤原靖，山田清貴，車谷洋，砂川融
  • 学会等名: 第29回広島県作業療法学会
• [学会発表] 鏡視下腱板修復術後患者の日常生活での上肢使用状況の変化 (2024)
  • 著者名/発表者名: 福島敏之，車谷洋，伊達翔太，中邑祥博，砂川融
  • 学会等名: 第29回広島県作業療法学会
• [学会発表] 手指関節運動シナジーの臨床応用に向けた研究 (2023)
  • 著者名/発表者名: 車谷洋，伊達翔太，倉内和哉，砂川融
  • 学会等名: 第35回日本ハンドセラピィ学会学術集会
• [学会発表] Effects of motor nerve conduction abnormality and thenar muscle atrophy for thumb joint movements in patients with carpal tunnel syndrome (2023)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Kurumadani, Akira Kodama, Teruyasu Tanaka, Shota Date, Toru Sunagawa
  • 学会等名: 13th Asian-Pacific Federation of Societies for Surgery of the Hand, 9th Asian-Pacific Federation of Societies for Hand Therapy congress
  • 国際学会
• [学会発表] Electrophysiological Validation of the Brachialis and Biceps Brachii Functions in Dynamic Elbow Flexion (2023)
  • 著者名/発表者名: Shota Date, Hiroshi Kurumadani, Kazuya Kurauchi, Yosuke Ishii, Toru Sunagawa
  • 学会等名: XXVIII Federation of European Societies for Surgery of the Hand
  • 国際学会
• [学会発表] Coordinated muscle activity during chopstick manipulation (2023)
  • 著者名/発表者名: Kazuya Kurauchi, Hiroshi Kurumadani, Shota Date, Toru Sunagawa
  • 学会等名: XXIX Congress of International Society of Biomechanics
  • 国際学会
• [学会発表] 肘屈曲運動時における上腕筋および上腕二頭筋の役割の違い～表面筋電図を用いた検討～ (2023)
  • 著者名/発表者名: 伊達翔太，倉内和哉，車谷洋，砂川融
  • 学会等名: 第38回日本整形外科学会基礎学術集会
• [学会発表] 尺側指の伸展がつまみ動作時の力制御と手指筋活動へ与える影響 (2023)
  • 著者名/発表者名: 伊達翔太，車谷洋，砂川融
  • 学会等名: 第57回日本作業療法学会
• [学会発表] 示指分回し運動時における尺側指の伸展が手指筋活動に与える影響 (2023)
  • 著者名/発表者名: 倉内和哉，伊達翔太，車谷洋，砂川融
  • 学会等名: 第57回日本作業療法学会
• [学会発表] 箸開閉操作時の手指関節運動と関節間協調運動の特徴 (2023)
  • 著者名/発表者名: 車谷洋, 倉内和哉，伊達翔太，後藤直哉，福島敏之，砂川融
  • 学会等名: 第57回日本作業療法学会
• [学会発表] 手関節肢位が虫様筋の筋活動に与える影響 (2023)
  • 著者名/発表者名: 後藤直哉，車谷洋，上田章雄，伊達翔太，砂川融
  • 学会等名: 第57回日本作業療法学会
• [学会発表] 鏡視下腱板修復術後患者の上肢活動量 -三軸加速度計を用いた横断的研究- (2023)
  • 著者名/発表者名: 福島敏之，車谷洋，伊達翔太，中邑祥博，砂川融
  • 学会等名: 第57回日本作業療法学会
• [学会発表] 患者に連れ添う最先端医療:モバイル端末を用いた患者・病態評価 頸髄症患者の手指運動の特徴 ジャイロセンサーを用いた定量的評価 (2022)
  • 著者名/発表者名: 伊達 翔太, 中西 一義, 藤原 靖, 山田 清貴, 亀井 直輔, 車谷 洋, 藤本 吉範, 安達 伸生, 砂川 融
  • 学会等名: 第95回日本整形外科学会学術集会
  • 招待講演
• [学会発表] 極小筋に対する表面電極貼付の超音波エコーを使った一工夫 手の虫様筋の計測 (2022)
  • 著者名/発表者名: 車谷 洋, 上田 章雄, 石井 陽介, 伊達 翔太, 中島 祐子, 砂川 融
  • 学会等名: 第33回日本整形外科超音波学会
• [学会発表] エコーによる筋の位置同定と筋電図計測への応用 上腕筋の筋活動計測 (2022)
  • 著者名/発表者名: 伊達 翔太, 車谷 洋, 中島 祐子, 石井 陽介, 砂川 融
  • 学会等名: 第33回日本整形外科超音波学会
• [学会発表] 上肢挙上動作時の肩関節周囲筋の筋活動 筋シナジー解析を用いた筋協調性の定量評価 (2022)
  • 著者名/発表者名: 伊達 翔太, 原田 洋平, 車谷 洋, 横矢 晋, 安達 伸生, 砂川 融
  • 学会等名: 第37回日本整形外科学会基礎学術集会
• [学会発表] The characteristics of the muscle activity and coordination of the elbow flexors - a surface electromyographic study (2022)
  • 著者名/発表者名: S. Date , K. Kurauchi, H. Kurumadani, A. Ueda, T. Sunagawa
  • 学会等名: International Federation of Societies for Surgery of the Hand - International Federation of Societies for Hand Therapy - Federation of European Societies for Surgery of the Hand Congress
• [学会発表] Comparing Surface and Intramuscular Electromyography Patterns of the Brachialis Muscle during the Dynamic Elbow Movement (2021)
  • 著者名/発表者名: Shota Date, Hiroshi Kurumadani, Yuko Nakashima, Akio Ueda, Toru Sunagawa
  • 学会等名: The XXVIII Congress of the International Society of Biomechanics
  • 国際学会
• [学会発表] 頸髄症患者の手指運動の特徴 ウェアラブルセンサを用いた定量的評価 (2020)
  • 著者名/発表者名: 伊達翔太、中西一義、車谷洋、 亀井直輔、 中前稔生、 土川雄司、山田清貴、平尾健、藤本吉範、安達伸生、砂川融
  • 学会等名: 第35日本整形外科学会基礎学術集会
• [学会発表] 頚髄症患者の手指運動障害の特徴および手指機能とADLとの関係 (2020)
  • 著者名/発表者名: 伊達翔太、中西一義、藤原靖、山田清貴、藤本吉範、車谷洋、亀井直輔、安達伸夫、砂川融
  • 学会等名: 第14回日本作業療法研究学会
• [学会発表] 手根管症候群が母指運動へ及ぼす影響 モーションキャプチャーシステムを用いた母指三次元動作解析 (2020)
  • 著者名/発表者名: 兒玉祥、車谷洋、伊達翔太、後藤直哉、四宮陸雄、中島祐子、砂川融、安達伸生
  • 学会等名: 第35日本整形外科学会基礎学術集会
• [学会発表] 手根管症候群と母指CM関節症の母指代償運動パターンに関する研究 (2020)
  • 著者名/発表者名: 車谷洋、兒玉祥、四宮陸雄、中島祐子、後藤直哉、伊達翔太、安達伸生、砂川融
  • 学会等名: 第35日本整形外科学会基礎学術集会
• [学会発表] 手根管症候群術後運動機能評価としての母指3次元動作解析法の検討 (2020)
  • 著者名/発表者名: 兒玉祥、車谷洋、伊達翔太、後藤直哉、四宮陸雄、中島祐子、砂川融、安達伸生
  • 学会等名: 第63回日本手外科学会
• [学会発表] 手根管症候群と母指CM関節症の母指運動障害の特徴 (2020)
  • 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63回日本手外科学会
• [学会発表] ボール回転運動時の手指関節運動の協調性 －運動シナジー解析から－ (2020)
  • 著者名/発表者名: 車谷洋、後藤直哉、伊達翔太、砂川融
  • 学会等名: 中部日本ハンドセラピィ研究会