2014 Fiscal Year Research-status Report
ロボットを用いたバランス練習におけるバランス能力とアンクル／ヒップ戦略の変化
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25350637
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| Research Institution | Fujita Health University |
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Principal Investigator |
平野 哲 藤田保健衛生大学, 医学部, 助教 (80535419)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
伊藤 慎英 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (30646980) [Withdrawn]
加賀谷 斉 藤田保健衛生大学, 医学部, 准教授 (40282181)
才藤 栄一 藤田保健衛生大学, 医学部, 教授 (50162186)
田辺 茂雄 藤田保健衛生大学, 医療科学部, 准教授 (50398632)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | リハビリテーション医学 / リハビリテーションロボット / 転倒予防 / バランス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
在宅高齢者における転倒の年間発生率は約10〜20%とされており，転倒の5〜10%に骨折が発生すると言われている．豊かな高齢社会を実現するために転倒予防の意義は大きい．
我々は倒立振子制御を用いた立ち乗り型移動支援ロボットをバランス練習用に改良し，バランス練習アシスト（Balance Exercise Assist，以下BEARと略）とした．このロボット上で行うバランス練習は，ヒトがバランスを保つための代表的な戦略であるAnkle/Hip strategyに類似しているため，転移性が高いと考えられる．我々は，効果的に練習を行うために3種類の専用ゲーム（前後への重心移動練習，左右への重心移動練習，外乱対処練習）を開発した．ゲームのパラメータを変えることにより練習の難易度は調整可能であり，ゲームの成績によって難易度は自動的に変更されるため，常に最適な難易度で練習を提供することが可能である．
2014度は， BEARと従来バランス練習の効果の比較を行ってきた．具体的には，バランス障害を有する患者に対してBEARと従来バランス練習をそれぞれ1回40分，週2回，8週間実施するCrossover studyを進めており，BEAR先行群5例，従来先行群5例への介入を終えている．BEARによる介入前後ではFunctional Reach Test，Time up and go test，重心動揺計を用いた静止立位検査（矩形面積，外周面積），中殿筋筋力において有意な改善を認めている．今後は更に症例数を増やして検討を進めていく．
また，健常者5名に対して，3種類のゲームそれぞれにおいて，4段階の難易度の練習を行い，この時の下肢筋活動を表面筋電図によって評価した．各ゲームにおいては，難易度が高くなるほど，下肢筋活動が増加する結果が得られた．下肢筋全体では外乱対処練習において筋活動が高いが，前後への重心移動練習では腓腹筋が，左右への重心移動練習では長腓骨筋の活動が高かった．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
バランス練習アシスト（BEAR）を用いることにより，従来のバランス練習と全く異なる練習を提供することが可能である．BEARで行う練習は，Ankle/Hip strategy への転移性が高く，難易度が調整可能で，楽しみながら練習を行うことが可能であることから，運動学習の観点からも有効であると考えられる．今年度進めてきた健常者における実験において，難易度が高くなるほど，下肢筋活動が増加する結果が得られた．BEARにおいては，専用ゲームのパラメータによって難易度を調整しているが，我々のパラメータ設定が妥当であることを示す結果であった．また，3種類の専用ゲームにおいて，異なった筋活動が得られたことから，それぞれの専用ゲームは異なる運動を強化していると考えられ，複数の専用ゲームが存在する意義を示唆していると思われる．BEARと従来バランス練習の効果を比較するためのCrossover studyも順調に進んでいる．まだ症例数が少ないため，BEARが従来バランス練習よりも有意に効果的であることを示すには至っていないが，BEARの介入前後では複数のバランス指標が有意な改善を認めており，BEARの有効性は確認できた．今後は更に症例数を増やして，BEARの従来バランス練習に対する有意性についての検証を進める．
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| Strategy for Future Research Activity |
バランス練習アシスト（BEAR）の従来バランス練習に対する有意性についての検証を進める．具体的には，BEARと従来バランス練習をそれぞれ週2回，8週間実施するCrossover studyを継続する予定である．
BEARの作用機序解明も進める．健常者におけるBEAR練習中の筋活動計測と同時に3次元動作解析を実施する．3種類の練習においてそれぞれ計測を行うことにより，各練習の作用機序を検討することが可能である．健常者の評価が終了後は，バランス障害を有する患者において，バランス練習アシストによる練習介入前後に，3次元動作解析と筋活動計測を行う予定である．これにより，患者におけるバランス戦略の変化が明らかになると考えられる．練習経過と照らし合わせることにより，各練習の作用機序の解明にも有用であると思われる．
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| Causes of Carryover |
設備備品等について概ね計画通りに使用したが，消耗品購入に充てる金額を残している．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
消耗品購入に充てる予定である．
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Research Products
(5 results)
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[Presentation] バランス練習アシスト使用中の筋活動量2014
Author(s)
3.石原健, 才藤栄一, 平野哲, 伊藤慎英, 田辺茂雄, 加藤翼, 海藤大将, 井伊卓真, 澤田雄矢, 藤範洋一
Organizer
第51回日本リハビリテーション医学会学術集会
Place of Presentation
愛知県名古屋市，名古屋国際会議場
Year and Date
2014-06-05 – 2014-06-07
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