片麻痺肩・肘関節の各運動自由度選択拘束機構を有する促通刺激協調リハビリ装置の開発

偏瘫肩肘关节各运动自由度选择性约束机构的促进刺激协调康复装置的研制

• 批准号: 15H00331
• 负责人: 谷口 康太郎
• 金额: $ 0.38万
• 依托单位: Kagoshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Scientists
• 财政年份: 2015
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2015 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15H00331/
• 关键词: 脳卒中片麻痺上肢運動機能回復訓練; 易収縮的電気刺激; 振動刺激

脳卒中片麻痺患者に重要な上肢運動機能回復訓練において、肘と肩関節を使用した上肢の挙上とリーチング能力の向上は、食事や洗顔、更衣等の日常生活動作を改善するリハビリとして非常に重要である。脳卒中片麻痺患者のリハビリでは患者自らの随意運動を促す訓練が効果的であり、さらに、関連する関節が一緒に動いてしまう共同運動から個々の関節の随意運動に分離することが必要である。片麻痺患者は十分に麻痺肢の筋肉を収縮できないが、易収縮的電気刺激や振動刺激を目的筋に与えることで筋収縮を促すことができる。これらの促通刺激を目的の訓練運動の筋に最適なタイミングで自動的に介入できれば、最適な条件で高頻度の反復訓練と患者の自主訓練も可能となる。本研究では、先行研究で開発した片麻痺の肩と肘の共同運動を分離する上肢各運動自由度選択拘束機構を用いて、リアルタイムに計測される関節角度や角速度データに基づいて、電気・振動刺激による促通刺激を訓練動作に自動的に協調させ、刺激タイミングを制御するための運動計測機能と促通刺激制御機能を有するリハビリシステムを開発し、その有用性を臨床実験で評価した。まず、健常者10人に対して装置の臨床実験を行い、促通刺激を介入しない訓練前後の結果を比較すると、殆どの被験者に肘と肩の屈伸訓練後に運動速度の向上が確認された。また、片麻痺患者における臨床実験においては、ブルンストロームステージⅢ以上の被験者に対して本装置による訓練を実施し、肘の訓練においては6名中5名に、肩については10名中8名に訓練後の運動速度の向上が確認された。本装置による訓練では訓練結果が即時にPC画面上に表示されるため、最大可動域や最大運動角速度等の物理量による定量的な評価が即時に可能となり、刺激強度の最適値を調べることも可能である。本装置は単一の装置で複数の訓練運動を実現でき、アクチュエータも持たないため低コストであり、実現性が高い。

It is very important for stroke patients to improve their upper limb motor function recovery training, elbow and shoulder joint use, upper limb motor function recovery training, upper limb motor function recovery training, upper limb motor The patient's free movement is necessary for the patient's free movement training to achieve results. The muscles of the paralyzed limbs are contracted easily by electrical stimulation and vibration stimulation. The optimal conditions for stimulation, training, and exercise are automatic intervention, repetitive training, and patient autonomy. This study is the first to explore the separation of joint motion of shoulder and elbow in limb paralysis, the selection of restraint mechanism for each degree of freedom of upper limb motion, the measurement of joint angle and angular velocity, the automatic coordination of training action by electrical and vibration stimulation, and the measurement of joint angle and angular velocity. Stimulation control function, stimulation control function, and clinical evaluation The results before and after training were compared with those after elbow and shoulder flexion and extension training. For patients with paralysis, 5 out of 6 and 8 out of 10 were tested for exercise speed after training. The training results of the device are displayed on the PC screen in real time, and the physical quantities such as the maximum movable range and the maximum motion angular velocity are quantitatively evaluated, and the real-time possibility and the optimum value of the stimulation intensity are adjusted. The device has a plurality of training movements, and the performance is high.

项目成果

Research of Rehabilitation Aid System by DOF Constraintable Mechanism and NMES for Hemiplegic Upper Limbs

DOF约束机构与NMES偏瘫上肢康复辅助系统研究

• DOI: 10.1109/aim.2015.7222522
• 发表时间: 2015
• 期刊: Proc. of 2015 IEEE/ASME International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics
• 作者: Koutaro Taniguchi;Yong Yu;Tomokazu Noma;Ryota Hayashi;Shuji Matsumoto;Megumi Shimodozono;Kazumi Kawahira
• 通讯作者: Kazumi Kawahira

Research of Hemiplegic Upper Limbs Rehabilitation System in Combination with NMES and Vibration Stimulus and DOF Constraintable Mechanism

结合NMES与振动刺激及自由度约束机制的偏瘫上肢康复系统研究

• 发表时间: 2015
• 作者: Koutaro Taniguchi;Yong Yu;Tomokazu Noma;Ryota Hayashi;Shuji Matsumoto;Megumi Shimodozono;Kazumi Kawahira
• 通讯作者: Kazumi Kawahira

片麻痺肩・肘用の促通刺激協調リハビリ装置の開発について

偏瘫肩肘促进刺激协调康复装置的研制

• 发表时间: 2016
• 作者: Koutaro Taniguchi;Yong Yu;Tomokazu Noma;Ryota Hayashi;Shuji Matsumoto;Megumi Shimodozono;Kazumi Kawahira;谷口 康太郎
• 通讯作者: 谷口 康太郎