| 研究課題/領域番号 |
21H03858
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分90150:医療福祉工学関連
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| 研究機関 | 神戸学院大学 |
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研究代表者 |
大庭 潤平 神戸学院大学, 総合リハビリテーション学部, 教授 (10406259)
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| 研究分担者 |
梶谷 勇 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 主任研究員 (00356768)
大西 謙吾 東京電機大学, 理工学部, 教授 (70336254)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
12,610千円 (直接経費: 9,700千円、間接経費: 2,910千円)
2023年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 10,140千円 (直接経費: 7,800千円、間接経費: 2,340千円)
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| キーワード | 筋電義手 / 上肢切断 / 先天性欠損 / 認知機能 / 視線解析 / 両手動作 / 片手動作 / 操作能力評価 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究の目的は，筋電電動義手（以下，筋電義手）使用者の筋電ハンド制御時の断端部筋電信号および視線軌跡等の生理学的特性と筋電義手操作時動作の運動学的特性を分析して筋電義手操作訓練の効果と課題を明らかにすることである．本研究は，片側前腕切断者と先天性上肢欠損児（前腕部）と健常人を対象に実験を行い，筋電ハンド制御時の断端部筋電信号および認知機能の特性と筋電義手操作能力に関する基礎的データの集積を行う.これにより筋電義手操作能力の評価と訓練方法の基準が明確となり,上肢切断者および先天性上肢欠損児の身体的かつ精神的負担の軽減に繋がり，リハビリテーション実施期間の短縮が期待できる．
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| 研究実績の概要 |
本研究の目的は，筋電ハンド制御時の断端部筋電信号および視線軌跡等の生理学的特性と運動学的特性を分析して操作訓練の効果と課題を明らかにすることである．具体的な研究内容は，片側前腕切断者と先天性上肢欠損児（前腕部）と健常人を対象に実験を行い，筋電ハンド制御時の断端部筋電信号および認知機能の特性と筋電義手操作能力に関する基礎的データの集積を行うことである. 2021年度は健常者を対象に前腕部（断端部）の表面筋電位計測と筋電ハンド操作（課題遂行）時の3次元視覚軌跡測定にて，筋電義手使用時の生理学的な特性について検証した.
2022年度は健常者20名の協力を得て，模擬筋電義手装着にて実験を行った.また健常者を対象に筋電義手訓練における片手操作課題と両手操作課題に着目し,筋電義手操作能力にどのような影響をもたらしているかを明らかにするため，片手操作課題実施後に両手操作課題を行う群と両手操作課題実施後に片手操作課題を行う群の2群に分けて，それぞれの課題の訓練効果を測定した.また，訓練効果の指標には筋電義手操作能力を測定できるThe Southampton Hand Assessment Procedureを実施した. 結果，模擬筋電義手を装着した視覚認知機能は，片手動作と両手動作において視線認知範囲に異なった特徴があることが示唆された.筋電義手操作能力実験では，両手操作課題は，片手操作課題よりも対象物を正確に操作する能力が効果的に向上した.さらに能動義手おける同様の実験を行い、筋電ハンド（高機能）と能動フック型手先具（従来）においての特徴を比較した。能動フック型手先具では、筋電ハンドに比較して把持・操作対象物に制限があるものの、筋電ハンドと同傾向の結果が得られた。総合して、本研究の結果から両手操作課題 は，片手操作課題と比較して筋電ハンドの開閉制御や物品操作に有効であることが示唆された。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
本研究では上肢切断者に対象者として協力得る予定であるが、COVID19および主治医等の判断で十分な結果が得られていない。 2023年度は対象者の協力を得て実験を遂行できる準備に取り組んでいる。
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| 今後の研究の推進方策 |
健常者を対象とした模擬筋電義手を用いた運動生理学的解析を対象を増やし、より客観的な基礎基盤データの構築を推進する。一方で筋電義手ユーザである切断者および上肢欠損児の実験協力は社会情勢などを考慮して実験協力者の確保と感染予防対策の徹底で遂行した行きたい。具体的な計画は次のとおりである。 2023年度前半には，筋電義手使用者と健常人（対照群）の筋電位特性および認知機能特性に関するデータ集積結果が整う予定である．さらに片側前腕切断者を対象に筋電義手操作訓練プログラムを実施することで筋電義手操作能力検査測定と3次元動作測定により筋電義手訓 練プログラムにおける筋電義手操作能力の効果判定を行う． 2023年度は研究結果をまとめて関連学会等で報告を行う．
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