| 研究課題/領域番号 |
20K09751
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| 研究機関 | 新潟大学 |
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研究代表者 |
大島 伸介 新潟大学, 医歯学系, 助教 (70632438)
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| 研究分担者 |
堀井 新 新潟大学, 医歯学系, 教授 (30294060)
和田森 直 長岡技術科学大学, 工学研究科, 助教 (60303179)
野々村 頼子 新潟大学, 医歯学総合病院, 特任助教 (60807022)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| キーワード | 感覚代行 / PPPD / 重心動揺計 |
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| 研究実績の概要 |
本研究の目的は、前庭覚、視覚、体性感覚に加えて聴覚刺激を用いた感覚代行を第４の平衡情報として入力することにより、視覚入力、体性感覚入力の重みづけ、過剰反応をリセットし、PPPDの病態に即した新たな治療法を構築することである。
感覚代行とは感覚情報を本来とは別の感覚系で中枢へ伝達することで、平衡情報の感覚代行では、腰部の振動刺激、舌の電気刺激や下顎の振動刺激を用いた研究がすでに報告されている。われわれは共同研究者である長岡技術科学大学工学部の和田森らとともに、聴覚刺激を用いてセンサーをヘッドホンに組み込んだデバイスの開発を行っている。まず新規平衡センサー(V-box)を開発した。V-boxは9軸のモーションセンサーを搭載し、ヘッドホンに固定することで頭部の角速度を測定する。V-boxで得られたデータはタブレットへ転送して平衡情報を音刺激に変換し、ヘッドホンから音刺激として出力する。前に傾くほど低音、後ろは高音、左右に傾くほどその方向からの音量が大きくなる。V-boxの感知角度に閾値を設定し、閾値以下の頭部偏位が少ないと無音、閾値以上に偏位するとヘッドホンから傾きに応じて音が出るように設定した。
この感覚代行デバイスを用いて、感覚代行の有無による視覚依存性、体性感覚依存性の変化を検討した。対象はめまい症状のない健常者6名、重心動揺計に乗りながらヘッドホンの音に応じて頭部偏位を戻して無音領域を保つように平衡維持させた。感覚代行の無音領域を3°, 1.5°に設定し、それぞれの重心動揺検査で視覚依存性を表す速度ロンベルグ率、体性感覚依存性を表す閉眼ラバー比を比較検討した。速度ロンベルグ率、閉眼ラバー比ともに3°、1.5°の間に有意差を認めなかったが、1.5°、つまり無音領域を狭くして聴覚刺激がより多くなると、ともに1.0に近づき、視覚依存性、体性感覚依存性が減少する傾向にあった。
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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
平衡センサーであるV-boxは新規開発であり、その性能の検証に時間を要した。センサーの精度、装着部位による相違を確認するため、ヘッドホンや腰部に固定したV-boxを装着しながら重心動揺計に乗り、V-boxと重心動揺検査を同時測定した結果、動揺の大きさは同様にラバー負荷、閉眼で大きくなることを確認した。また、センサー、伝達系、制御系を可能な限りシンプルにすることにより感覚代行デバイス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、小型化や審美性を追求し、改良を重ねている。
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| 今後の研究の推進方策 |
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も進めていく。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も行う。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ー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。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
（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、正常被検者の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、センサー装置、音出力ヘッドホンやイヤホン、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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