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運動機能障害を持つ小児を対象としたロボットトレーニングプログラムの開発と評価

研究課題

研究課題/領域番号 20K23292
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分基金
審査区分 0909:スポーツ科学、体育、健康科学およびその関連分野
研究機関茨城県立医療大学

研究代表者

黒田 真由美  茨城県立医療大学, 保健医療学部, 助教 (80880955)

研究期間 (年度) 2020-09-11 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードロボット / 理学療法 / 小児 / サイボーグ / 脳性麻痺 / 運動機能 / 神経筋疾患 / リハビリテーション / 運動機能障害 / ロボットスーツHAL / 歩行 / 机上課題 / ロボットトレーニング / ロボティクストレーニング
研究開始時の研究の概要

本研究では、脳性麻痺など小児特有に発症する病態に対して、運動機能を向上させる運動プログラム開発を目指し、成人患者において効果が報告されているロボットスーツHAL(以下HAL、CYBERDYNE社製)を用いた運動プログラムの有効性およびその効果の持続性を検証する。
HALは骨盤から足部までが一体となった装着型ロボットである。装着者の脳で意図した運動イメージにより下肢に伝達される生体電位信号に基づき、麻痺した下肢の動きを助けつつ患者に適した関節運動を出力できる特徴がある。本研究では、HAL装着下での立ち座りや歩行などの運動を実施し、施行前後と施行後の歩行能力、粗大運動の経時的変化を詳細に評価する。

研究成果の概要

本研究は、脳性麻痺など小児特有に発症する病態に対して、新たに開発された装着型の動作支援ロボットを用いた運動プログラムの開発と評価法を確立することを目的とした。障がいを持つ小児の運動機能を従来医療よりも飛躍的に向上させる運動プログラムの開発を目指した。
脳性麻痺をはじめとした小児期疾患により運動機能障害を呈した小児を対象とし、ロボットを用いた運動プログラムの頻度や内容、評価法を検証した結果、約1か月間に12回、1回20分の介入により粗大運動機能や歩行機能が改善を認め、ロボットを用いた運動プログラムの効用がが示された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では小児の運動機能障害に対して効果的な治療法を開発することを目的とした。本研究で焦点を当てた随意運動を補助する機能を有するロボットの導入は、小児期疾患においても安全に遂行でき、運動機能や歩行能力の改善といった効用が得られた。
以上より、脳性麻痺など小児特有に発症する病態に対するロボットを用いた運動プログラムは、効果的なリハビリテーション手法であることが示された。今後、運動発達に遅延を来す小児の様々な疾患へ応用できる可能性が示唆された。

報告書

(5件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (15件)

  • [雑誌論文] Feasibility and safety study of wearable cyborg Hybrid Assistive Limb for pediatric patients with cerebral palsy and spinal cord disorders2023

    • 著者名/発表者名
      Takahashi Kazushi、Mizukami Masafumi、Watanabe Hiroki、Kuroda Mayumi Matsuda、Shimizu Yukiyo、Nakajima Takashi、Mutsuzaki Hirotaka、Kamada Hiroshi、Tokeji Kayo、Hada Yasushi、Koseki Kazunori、Yoshikawa Kenichi、Nakayama Tomohiro、Iwasaki Nobuaki、Kawamoto Hiroaki、Sankai Yoshiyuki、Yamazaki Masashi、et.al
    • 雑誌名

      Frontiers in Neurology

      巻: 14

    • DOI

      10.3389/fneur.2023.1255620

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Benefits of a Wearable Cyborg HAL (Hybrid Assistive Limb) in Patients with Childhood-Onset Motor Disabilities: A 1-Year Follow-Up Study2023

    • 著者名/発表者名
      Kuroda Mayumi Matsuda、Iwasaki Nobuaki、Mutsuzaki Hirotaka、Yoshikawa Kenichi、Takahashi Kazushi、Nakayama Tomohiro、Nakayama Junko、Takeuchi Ryoko、Mataki Yuki、Ohguro Haruka、Tomita Kazuhide
    • 雑誌名

      Pediatric Reports

      巻: 15 号: 1 ページ: 215-226

    • DOI

      10.3390/pediatric15010017

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Short-Term Outcome of Rehabilitation Program with Hybrid Assistive Limb after Tendon Lengthening in Patients with Cerebral Palsy2022

    • 著者名/発表者名
      Kuroda Mayumi Matsuda、Mutsuzaki Hirotaka、Nakagawa Shogo、Yoshikawa Kenichi、Takahashi Kazushi、Mataki Yuki、Takeuchi Ryoko、Iwasaki Nobuaki、Yamazaki Masashi
    • 雑誌名

      Pediatric Reports

      巻: 14 号: 4 ページ: 505-518

    • DOI

      10.3390/pediatric14040059

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Voluntary-assisted Upper Limb Training for Severe Cerebral Palsy Using Robotics Devices and Neuromuscular Electrical Stimulation: Three Case Reports2022

    • 著者名/発表者名
      Kuroda Mayumi Matsuda、Iwasaki Nobuaki、Yoshikawa Kenichi、Takeuchi Ryoko、Mataki Yuki、Nakayama Tomohiro、Nakayama Junko、Ohguro Haruka、Tokeji Kayo、Mutsuzaki Hirotaka
    • 雑誌名

      Progress in Rehabilitation Medicine

      巻: 7 号: 0 ページ: n/a

    • DOI

      10.2490/prm.20220050

    • ISSN
      2432-1354
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Gait training using a hybrid assistive limb after botulinum toxin treatment for cerebral palsy: a case report2021

    • 著者名/発表者名
      Mayumi Matsuda Kuroda, Hirotaka Mutsuzaki, Kenichi Yoshikawa, Haruka Ohguro, Iwasaki Nobuaki
    • 雑誌名

      J Phys Ther Sci

      巻: 33 号: 6 ページ: 499-504

    • DOI

      10.1589/jpts.33.499

    • NAID

      130008054027

    • ISSN
      0915-5287, 2187-5626
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effect of the Hybrid Assistive Limb on the Gait Pattern for Cerebral Palsy.2020

    • 著者名/発表者名
      Mataki Y, Mutsuzaki H, Kamada H, Takeuchi R, Nakagawa S, Yoshikawa K, Takahashi K, Kuroda M, Iwasaki N, Yamazaki M.
    • 雑誌名

      Medicina (Kaunas).

      巻: 56(12) 号: 12 ページ: 673-673

    • DOI

      10.3390/medicina56120673

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Robot-assisted gait training using a very small-sized Hybrid As sistive Limb[○!R] for pediatric cerebral palsy : a case report.2020

    • 著者名/発表者名
      Kuroda M, Nakagawa S, Mutsuzaki H, Mataki M, Yoshikawa K, Takahashi K, Nakayama T, Iwasaki N.
    • 雑誌名

      Brain & Development

      巻: 42 号: 6 ページ: 468-472

    • DOI

      10.1016/j.braindev.2019.12.009

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 先天性関節拘縮症児に対する装着型サイボーグHAL(Hybrid Assistive Limb)を用いた歩行トレーニングの実現可能性2023

    • 著者名/発表者名
      黒田真由美,六崎裕高,竹内亮子,高橋一史,鎌田浩史
    • 学会等名
      第38回日本整形外科学会基礎学術集会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 痙直型脳性麻痺患者に対する装着型サイボーグHAL腰タイプの使用経験2023

    • 著者名/発表者名
      俣木優輝,六崎裕高,竹内亮子,古関一則,高橋一史,吉川憲一,黒田真由美,鎌田浩史,山崎正志
    • 学会等名
      第38回日本整形外科学会基礎学術集会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 脳性麻痺児に対する装着型ロボット支援機器を用いた歩行介入における歩行分析と下肢筋活動に着目した効果検証 症例報告2023

    • 著者名/発表者名
      高橋一史,六崎裕高,吉川憲一,古関一則,黒田真由美,水上昌文,中山智博,渡邉大貴,丸島 愛樹
    • 学会等名
      第38回日本整形外科学会基礎学術集会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 痙直型脳性麻痺患者に対する装着型サイボーグHAL腰タイプの使用経験2023

    • 著者名/発表者名
      俣木優輝,六崎裕高,鎌田浩史,竹内亮子,黒田真由美,山崎正志
    • 学会等名
      第60回日本リハビリテーション医学会学術集会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Hybrid Assistive Limb下肢タイプを使用した介入によって歩行動揺性が減少した脳性麻痺の1例2023

    • 著者名/発表者名
      高橋一史,水上昌文,吉川憲一,古関一則,黒田真由美,渡邉大貴,中山智博,六崎裕高,丸島愛樹
    • 学会等名
      第60回日本リハビリテーション医学会学術集会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 重度脳性麻痺患者に対するロボットスーツHAL単関節タイプを使用した膝伸展運動前後での立ち上がり動作の変化2022

    • 著者名/発表者名
      俣木 優輝, 六崎 裕高, 鎌田 浩史, 竹内 亮子, 高橋 一史, 吉川 憲一, 黒田 真由美, 古関 一則, 山崎 正志
    • 学会等名
      第37回日本整形外科学会基礎学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 整形外科手術後の脳性麻痺に対するHAL医療用下肢タイプを用いた立位・歩行練習の試み2022

    • 著者名/発表者名
      黒田真由美,吉川憲一,高橋一史,六崎裕高,竹内亮子,岩崎信明
    • 学会等名
      第9回 日本小児理学療法学会学術大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 脳性麻痺等による若年の立位・歩行障害に 対するHAL下肢タイプ(2Sサイズ)での介入に関する探索的研究2022

    • 著者名/発表者名
      高橋一史,水上昌文,黒田真由美,古関一則,吉川憲一,渡邉大貴,岩崎信明,松村明,丸島愛樹
    • 学会等名
      第9回 日本小児理学療法学会学術大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] HAL下肢タイプ(2Sサイズ)を用いてトレーニングを行った脳性麻痺の1症例2021

    • 著者名/発表者名
      高橋一史,水上昌文,六崎裕高,岩崎信明,中山智博,黒田真由美,吉川憲一,古関一則,榎本景子,佐野久美子,松田智行,浅川育世,渡邉大貴,松村 明,丸島愛樹
    • 学会等名
      第10回日本脳神経HAL研究会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 痙直型脳性麻痺患者に対するロボットスーツHAL使用前後での歩容変化2020

    • 著者名/発表者名
      俣木優輝,六崎裕高,鎌田浩史,中川将吾,竹内亮子,松田真由美,吉川憲一,高橋一史,岩崎信明,山崎正志
    • 学会等名
      第93回日本整形外科学会学術総会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 小型軽量ロボットスーツHAL (R) を使用した小児脳性麻痺患者へのリハビリテーションの即時効  果2020

    • 著者名/発表者名
      中川将吾,六崎裕高,俣木優輝,鎌田浩史,松田真由美,吉川憲一,高橋一史,岩崎信明,山崎正志
    • 学会等名
      第93回日本整形外科学会学術総会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 小児疾患患者に対して新規開発された小型ロボットスーツHALを用いたロボットトレーニング2020

    • 著者名/発表者名
      黒田真由美,岩崎信明,中川将吾,中山智博,中山純子,大黒春夏,渡慶次香代,四津有人,吉川憲一,高橋一史,六崎裕高
    • 学会等名
      第62回日本小児神経学会学術集会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 歩行障害を有する急性壊死性脳症後遺症患者におけるロボットスーツHALを用いた歩行訓練の効果2020

    • 著者名/発表者名
      渡慶次 香代, 中山 智博, 西川 絢子, 中山 純子, 大黒 春夏, 黒田 真由美, 岩崎 信明
    • 学会等名
      第62回日本小児神経学会学術集会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 痙直型脳性麻痺患者に対するロボットスーツHAL使用前後での歩容の左右対称性変化2020

    • 著者名/発表者名
      俣木優輝,六崎裕高,鎌田浩史,中川将吾,竹内亮子,松田真由美,吉川憲一,高橋 一史,岩崎信明,山崎正志
    • 学会等名
      第57回日本リハビリテーション医学会学術集会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 上肢機能障害を呈した脳性麻痺3名に対するロボットスーツHAL単関節タイプを用いた上肢機能練習2020

    • 著者名/発表者名
      黒田真由美,岩崎信明,俣木優輝,竹内亮子,大黒春夏,渡慶次香代,六崎裕高
    • 学会等名
      第57回日本リハビリテーション医学会学術集会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-09-29   更新日: 2025-01-30  

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