片麻痺患者の筋シナジーに合わせて介入する起立動作のリハビリテーションシステム

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脳損傷で筋を適切に活動させられない片麻痺患者は理学療法士のリハビリテーションにより運動機能の改善を目指す．理学療法士の不足を補う手段として，リハビリのためのロボット技術や支援機器が開発されている．リハビリ支援機器の開発のためには，理学療法士と片麻痺患者の両者の動作の理解が重要である．しかし，理学療法士の介入技能は定量的に評価されていないという問題がある．そこで，本研究では理学療法士による介入を神経筋協調の観点で定量的に評価可能な解析手法により理学療法士の介入技能を解明した．また，筋シナジーと呼ばれる筋肉の協同発揮と運動学を組み合わせた解析手法により片麻痺患者の起立動作を解析した．理学療法士の介入中の技能を調査するため，片麻痺患者の麻痺側の膝と骨盤後面に介入を行う理学療法士の腕の表面筋電図から解析する手法を確立した．本研究では理学療法士の4つの筋シナジーを抽出し，それぞれ膝の引っ張り，臀部の持ち上げ，膝の押し戻し，骨盤を上向きにする，という役割を持つことが確認された．また，筋シナジーと運動学を組み合わせた解析手法により，理学療法士が介入中の片麻痺患者の起立を調査した．理学療法士の介入により片麻痺患者の重心の前方移動から上方移動に切り替わるタイミングが早くなることが確認された．以上の調査から，理学療法士は動作の開始や離臀のタイミングを教示することが技能として抽出された．また，脳血管疾患により筋シナジーの活動タイミングを阻害された片麻痺患者に対し，理学療法士が介入することで筋シナジーの活動が改善されることが明らかにされた．今後の展望として，本研究で形式知化された理学療法士の介入技能を応用したリハビリ支援機器の開発，理学療法士の技能教育への応用が期待される．