Development of Functional Motor Recovery Method for Hemiplegic Patients' Extremities Using the Motion Transfer System

脳卒中後の片麻痺のリハビリテーションでは，麻痺が残っても代償的に運動機能を使うようにしていくことが優先されている．早期の自立生活のために重要視されるべきではあるが，脳神経系の可塑性や機能再構築に関する科学的知見が深まり，再生医療やサイボーグ技術が急速に進化していく中，これらの技術を活用し，発症前の身体に戻す運動機能回復法を創出することは学術研究として取り組むべき課題である．本研究の目的は，手指，足首関節を対象に，ロボット技術を基に健常な非麻痺側運動パターンを麻痺側に移し再現する運動転送システムを構築し，本システムによる左右協調運動を通じて，非麻痺側の運動パターンを麻痺側が学習していく運動機能回復法を開発することである．非麻痺側の運動を麻痺側の感覚情報として利用するといった教師あり学習を基盤とする運動機能回復方法は，今後，片麻痺リハビリテーションにパラダイムシフトをもたらす可能性を有するものである．本年度は，昨年度に引き続き，試作機として手指関節，及び足関節用の運動転送システムの研究開発を行い，健常者への試験を通じて，当該システムの実現可能性を明らかにした．装着型ハンド運動転送システムでは，健側の手指動作をカメラ画像から任意の姿勢から取得し，外骨格型ハンドへ転送し，指手の支援動作が実施可能であることを確認した．また，足関節運動転送システムでは，昨年度開発した足関節支援装置，及び足関節運動計測装置を改良し，加速度センサによって計測された足関節情報を足関節支援装置に転送し，健側の足関節情報に基づいて，同位相運動，逆位相運動（交互運動）が実施可能であることを明らかにした．

脳卒中後の片麻痺のリハビリテーションでは，麻痺が残っても代償的に運動機能を使うようにしていくことが優先されている．早期の自立生活のために重要視されるべきではあるが，脳神経系の可塑性や機能再構築に関する科学的知見が深まり，再生医療やサイボーグ技術が急速に進化していく中，これらの技術を活用し，発症前の身体に戻す運動機能回復法を創出することは学術研究として取り組むべき課題である．本研究の目的は，手指，足首関節を対象に，ロボット技術を基に健常な非麻痺側運動パターンを麻痺側に移し再現する運動転送システムを構築し，本システムによる左右協調運動を通じて，非麻痺側の運動パターンを麻痺側が学習していく運動機能回復法を開発することである．非麻痺側の運動を麻痺側の感覚情報として利用するといった教師あり学習を基盤とする運動機能回復方法は，今後，片麻痺リハビリテーションにパラダイムシフトをもたらす可能性を有するものである．本年度は，昨年度に引き続き，試作機として手指関節，及び足関節用の運動転送システムの研究開発を行い，健常者への試験を通じて，当該システムの実現可能性を明らかにした．装着型ハンド運動転送システムでは，健側の手指動作をカメラ画像から任意の姿勢から取得し，外骨格型ハンドへ転送し，指手の支援動作が実施可能であることを確認した．また，足関節運動転送システムでは，昨年度開発した足関節支援装置，及び足関節運動計測装置を改良し，加速度センサによって計測された足関節情報を足関節支援装置に転送し，健側の足関節情報に基づいて，同位相運動，逆位相運動（交互運動）が実施可能であることを明らかにした．