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

Clinical study on the selection of restraint mechanisms for upper limb movement, motor measurement, and multi-stimulus control systems for the development of paresis, shoulder flexion, elbow extension, and moderate paresis. In patients with moderate to severe paralysis, the biological signal is weak and the stimulation of the nervous system is weak. The purpose of this study is to accurately measure the response of the device to the patient's range of motion, muscle stretch stimulation, extension reflex, and automatic motion of the paralyzed limb. In order to achieve the above-mentioned objectives, this study proposes an additional active joint, a speed control mechanism, and an additional active joint mechanism for the shoulder and elbow passive joint of the upper limb motion selection and restraint mechanism. The automatic motion compensation mechanism is proposed for the purpose of accurately measuring the weak force of the automatic motion and the high sensitivity force of the automatic motion. The principle of high sensitivity joint rotation is to train joint rotation axis rotation, rotation axis rotation 3D CAD CAE is used in the design of the mechanism, and the force analysis is carried out in the measurement part. Security, safety, comfort, design, production, 3D CAD, and 3D design Most of the metal materials used in the structure are ABS resin, polymer resin,

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