研究課題
生体の過剰な適応反応が慢性的に持続することがPPPDの病態の主体であるため、従来のめまい治療、すなわち「平衡維持に関する3つの感覚系の再編成」だけでは治療に難渋する。本来伝達すべき感覚情報を別の感覚に置き換えて中枢へ伝達することを感覚代行と呼ぶ。PPPD症例に対して、平衡維持に関する3つの感覚系以外に第4の新たな平衡感覚として感覚代行入力する事により、視覚や体性感覚の過剰適応を解消できる可能性がある。感覚代行の装置は、A. 頭や体に取り付けたセンサから取得した偏倚、傾きなどの平衡情報取得する検出系と、B. その平衡情報を中枢神経へ代行伝達する伝達系、C. 平衡情報を伝達信号へ変換および各系を制御する制御系の3つから構成される。身体が右後ろに傾き、ヘッドホンに取り付けた慣性測定センサが感知すると、ヘッドホンから出力され、体が傾いた右後ろ方向から音が聞こえる。音信号が聴覚伝導路を介して平衡中枢へと伝わる。装着者は、音の方向から自分の体の傾きを理解し、傾きと逆方向へ体の向きを修正することで体平衡を正しい位置に戻すことができる。このような平衡感覚代行装置の開発を行った。具体的には、感覚代行システムのセンサ部分を長岡技術科学大学工学部と共同開発を行った。センサに関して、現在、x,y,z3軸の回転角度をタブレット端末へ転送し、回転角度精度の検証を行うため、従来の重心動揺計との比較検討を行った。また、このセンサの最適な装着部位を検討するため、頭部、腰部などに同時装着した上で重心動揺計の測定を行い、比較検討した。現在、検知角度に合わせた立体音響の音量、閾値の設定を検討している。
2: おおむね順調に進展している
前述のA. 頭や体に取り付けたセンサから取得した偏倚、傾きなどの平衡情報取得する検出系は新規開発であり、その装置性能の検証に時間を要する。センサの精度、装着部位による相違を、従来の重心動揺計と比較対象し、平衡状態をより正確に検出できなければならない。また、センサはB. 伝達系、C. 制御系と一体型にすることにより、感覚代行装置を用いたトレーニングのコンプライアンスが向上し、より有効な治療となるため、小型化や審美性が問われる。本研究において、信頼性に長けた装置の開発は重要であり、正常被験者に対してその評価を行い、改良を重ねている。
われわれは、装置が特殊かつ複雑では感覚代行トレーニングに重要な簡便性と継続性を得られないと考えており、装置の小型化や審美性、患者がトレーニングを継続しやすいインターフェースを追求する。分担者である長岡技術科学大学工学部と共同研究することにより、患者に寄り添った機器の開発を行い、トレーニング成果を高めることを最終目標としている。具体的には、以下の様なデバイスやアプリの開発を行う。感覚代行聴覚刺激は、高齢者でも直感的に知覚できるように立体音響技術を用い、トレーニングに対する意欲向上のためスマートフォンアプリ「iめまい日記」で自覚症状やトレーニング履歴を管理できるようにする。また、トレーニングの効果をより詳細に評価するために、新規動的平衡測定装置の開発を進めている。現在、臨床では重心動揺計による静的平衡の評価が中心だが、動的平衡も評価する必要がある。従来、動的平衡、すなわち歩行や体動時の平衡情報の取得は困難であった。本研究では、シート状の圧力センサを靴の中敷きのように装着し、歩きながら足底圧を測定する装置を新規に開発し、定量的に測定することを目指す。これらのデバイスの開発を進めた後、PPPD症例に感覚代行トレーニングと従来の前庭リハビリテーションの効果を比較する。
（理由）現在はデバイスの開発が中心で仕様を変更しながらデータ採取を繰り返し、デバイス性能の検証に時間を要している。大きく仕様を変更する必要が生じた場合には、高額な部品を使用する可能性もある。また、仕様が確定した後には同一デバイスを複数台作成する必要がある。（使用計画）感覚代行装置の構成物品、センサ装置、音出力ヘッドホン、タブレット端末、コントロールするPC、新規動的平衡装置の設計、開発費などに使用する。また、消耗品等や研究成果発表や情報収集のための学会参加時の旅費などにも使用する予定である。
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