脳卒中片麻痺患者の歩行機能回復訓練支援システムとその治療効果の評価

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12832039
• Research Institution: Kagoshima University
• Principal Investigator: 末吉 靖宏 鹿児島大学, 教育学部, 助教授 (30196688)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 川平 和美 鹿児島大学, 医学部, 助教授 (20117493) ; 辻尾 昇三 鹿児島大学, 工学部, 教授 (40081252) ; 田中 信行 鹿児島大学, 医学部, 教授 (40041454) ; 余 永 鹿児島大学, 工学部, 助教授 (20284903) ; 丸山 敦夫 鹿児島大学, 教育学部, 教授 (80117548)
• Keywords: 脳卒中 / 片麻痺 / リハビリテーション / 歩行訓練 / 機能回復訓練 / 訓練支援システム / バイオフィードバック / リアルタイム画像解析

Research Abstract

本研究の目的は、脳卒中片麻痩患者に対して、歩行時麻輝肢の遊脚動作をフィードバックして、歩行訓練の効果を促進する歩行機能回復訓練支援システムを開発することにある。本年度は、特に、システムのうち動作フィードバック部のソフトウェア開発を重点的に行った。その成果を以下にまとめる。
1前年度に行った健常者による麻痩模擬歩行動作の三次元解析の結果、麻癖肢の接地と離地の区別は、足部の動きにあらわれることがわかった。歩行訓練支援システムで用いるリアルタイム位置座標による片麻癖患者の歩行二次元解析の結果、足部の鉛直変位の上昇が、特徴的に足の離地遊脚をあらわすことがわかった。歩行分析以前は、患者麻癖歩行の遊脚期著地直前の痙性に伴う下肢の内転動作をモニタリングし、これをスイッチとして患側肢外側の刺激を開始するシステムを設計する予定であった。しかし、歩行分析の結果、患者の痙性や下肢内転の程度は、麻庫症状の程度に依存することがわかった。したがって、実際の歩行訓練システムでは、遊脚期の足部鉛直上昇を刺激装置のトリガとすることにした。
2以上の結果にもとづき、設計したシステムは、次のようなものであった。CCDカラーカメラで撮影した映像を、リアルタイム二次元位置計測装置で処理し、患側足首の座標値を得る。この座標値をRS-232C経由で計算機に取り込み、足首の鉛直上昇をモニ=タリングする。足首の鉛直上昇が見られると、ディジタル信号を出力し、リレースイッチをオンにする。この信号により、麻痺肢を振動刺激する予定であるが、この刺激装置については、現在、検討中である。
3上記の歩行動作入力部の動作チェックのため、歩行中の患側足部遊脚期に、モニター画面の背景色が変化するプログラムを作成した。鹿児島大学医学部付属病院霧島リハビリテーションセンターにおける片麻輝患者によるテスト実験の結果、これらの機能は設計通りに動作した。