Development of Finger Rehabilitation Device with Using Super-Elastic Alloy and Its Clinical Tests

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本研究においては，脳卒中重度麻痺患者を主な対象として，超弾性合金の弾性によって患者の手を開く動作をアシストする装着機器を開発している．装着機器（以下，装具と略す）を開発するにあたって，３つのテーマを同時並行させている．すなわち，１）装具本体の設計，２）装具の耐久試験機の設計，３）手指動作検知センサの開発，の３つである．１）装具本体の設計テーマにおいては，母指（親指）のための装具，母指を除いた残り4つの指のための装具の2種類を開発している．母指（Thumb）は解剖学的に母指以外の4指（Finger）とは異なる構造をしているため，このように2種類の装具を開発している．母指は特に指の根元部分に存在するCM関節が特殊であるので，手甲部分に取り付ける母指根本部分に２自由度のジンバル機構を設けることとしている．先端にはシンプルな直線形状のSMAを取り付ける．２）装具の耐久試験機の設計テーマにおいては，人間の手指を模したロボットの開発を行っている．実際の臨床評価においても耐久試験となるのであるが，装具が壊れることによって患者に危害を加えてはならないので，耐久試験機を製作している．設計段階で十分な安全設計を行っているが，想定外のことが起こることは往々にしてあるため，このような耐久試験機を用意することは肝要である．可能であれば，加速試験機とすることも想定している．３）手指動作検知センサの開発テーマにおいては，装具の曲げを電気的に感知することが可能な，装具と一体型のセンサを開発している．このセンサによって手指の握り開きを検知できるようになると，モニタに映したゲーム性の高い手指訓練ソフトウェアと連動できる様になり， 患者がモチベーション高く訓練することが可能となる．曲げセンサの原理としては，超弾性合金が変形した際の電気抵抗変化を確認することで，曲がったかどうかを判断する．