片麻痺患者のための筋急伸長・電気・振動促通刺激による肩・肘屈伸リハビリ装置の開発

利用快速肌肉拉伸、电/振动促进刺激，开发用于偏瘫患者的肩/肘屈曲/伸展康复装置

• 批准号: 17H00345
• 负责人: 谷口 康太郎
• 金额: $ 0.35万
• 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: 2017
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2017 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17H00345/
• 关键词: 脳卒中片麻痺肩屈曲・肘伸展リハビリ; 筋急伸長刺激; 伸張反射

従来開発した片麻痺肩屈曲・肘伸展リハビリのための上肢運動選択拘束機構と運動計測・多種促通刺激制御システムの臨床応用研究では、ある程度随意(自動)運動が現れる軽度から中度の麻痺患者に対しては有意な効果を確認している。しかし、脳からの生体信号が弱い重度の麻痺患者に対しては電気・振動・音刺激のみの促通刺激だけでは神経の興奮が不十分であると考えられる。したがって、本研究では従来の装置の対象患者範囲を広げるために、他動運動による筋急伸長刺激で伸張反射を引き起こし麻痺肢の自動運動を誘発して、その弱い自動運動を精密に計測しながらパワーアシストするリハビリ装置の開発を目的とする。本研究では、前述した目的を達成するために、従来の上肢運動選択拘束機構の肩・肘の受動関節部分に一つずつモータを追加して能動関節とし、速度制御を行い他動運動の筋急伸長刺激による麻痺肢の伸張反射を誘発し、自動運動を誘発するための他動駆動機構を提案した。また、その誘発された自動運動の弱い力を精密に計測するための歪み拡大メカニズムを用いた高感度力覚センサを考案し、それを内蔵する自動運動能動補助機構を提案した。高感度力覚センサのセンシング原理は訓練関節の回転軸周りのモーメントによる歪みを拡大するセンサ機構とし、歪みセンサを利用して計測する手法を採用した。このセンサ機構の設計検討に際しては、3D-CADやCAEを活用し、歪測定部に最適な応力が加わるように応力解析を行うことで、コンパクトで加工性の良い形状を考案し、製作コストを3割程抑えることができた。また、安全性の観点や安心感を与える外観とするために、外装の設計や製作にも3D-CADや3Dプリンタを活用した。構造体の大部分に金属材料ではなく、ABS樹脂やポリカーボネイト樹脂を採用したことで部品の軽量化を実現し、装置可動部の慣性を可能な限り小さくすることができ、訓練肢の伸張反射誘発を促進することが期待される

先前开发了上肢运动选择约束机制的临床应用研究，用于偏瘫肩部屈曲和肘部延伸康复以及运动测量和多个刺激控制系统，已证实在轻度至中度麻痹的患者中有显着影响，在某种程度上发生了自愿（自动）运动。但是，人们认为，在严重的瘫痪患者中，来自大脑的生物学信号弱，仅通过电动，振动和声音刺激，神经兴奋不足。因此，为了扩大常规设备的目标患者的范围​​，本研究的目的是开发一种康复装置，该装置会导致伸展反射，并通过被动运动引起的快速肌肉伸展刺激，诱导麻痹肢体的自动运动，并辅助动力，同时精确地测量弱自动运动。在这项研究中，为了实现上述目标，我们提出了一种被动驾驶机制，该机制为传统上肢运动选择约束机制的肩膀和肘部的被动关节和肘部的被动关节增加了，以形成一个主动的关节，并控制速度以诱导由于速度扩展的刺激刺激刺激刺激的速度反射，使无被动刺激的刺激刺激，并引起了动作的刺激。此外，设计了使用失真放大机制的高度敏感的力传感器，以精确测量诱导自动运动的弱力，并提出了一种自动运动主动辅助机制，以结合传感器。高敏感力传感器的传感原理是一种传感器机制，可扩大训练接头旋转轴周围矩的矩引起的失真，并使用一种使用应变传感器进行测量的方法。在设计此传感器机制时，我们能够使用3D-CAD和CAE进行应力分析，从而将最佳应力应用于应变测量部分，并且我们能够设计一种紧凑的，高度可加工的形状，从而将生产成本降低了约30％。此外，使用3D-CAD和3D打印机来设计和制造外部，以创建面向安全的外部并提供安全感。通过在大多数结构中使用ABS树脂或聚碳酸酯树脂代替金属材料，预计它将减轻零件的重量，从而尽可能减少设备移动部位的惯性，并促进训练肢体中伸展反射的诱导。

项目成果

リハビリ装置開発の奨励研究から地域貢献活動へ

从鼓励康复设备开发研究到社区贡献活动

• 发表时间: 2018
• 作者: 谷口 康太郎;谷口 康太郎
• 通讯作者: 谷口 康太郎

片麻痺患者のための筋急伸長・電気・振動促通刺激による肩・肘屈伸リハビリ装置の開発

利用快速肌肉拉伸、电/振动促进刺激，开发用于偏瘫患者的肩/肘屈曲/伸展康复装置

• 发表时间: 2018
• 期刊: 2017年度 活動報告書
• 作者: 谷口 康太郎