大脳刺激・神経筋刺激・ロボット訓練による難治性疼痛と運動麻痺の同時克服への挑戦

通过脑刺激、神经肌肉刺激和机器人训练同时克服顽固性疼痛和运动麻痹的挑战

• 批准号: 22K18781
• 负责人: 平井 宏明
• 金额: $ 4.08万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-06-30 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K18781/
• 关键词: 中枢性脳卒中後疼痛; 運動機能回復; 反復経頭蓋磁気刺激; 機能的電気刺激; ロボット訓練

難治性神経障害である中枢性脳卒中後疼痛は，患者の生活の質の低下は元より，患者を機能回復へ導くリハビリテーションの障壁となっている．こうした中，近年，脳神経科学の分野では「疼痛により運動が困難な麻痺肢を積極的に運動させることが脳の可塑性を誘発し，疼痛と麻痺の改善に繋がる」ことが示唆されている．では，如何にしてこの「疼痛・麻痺」と「運動」の相反する要求を満たし，治療として実現できるだろうか．本研究では，反復経頭蓋磁気刺激，機能的電気刺激，ロボット訓練のそれぞれ作用機序の異なる介入手段を組み合わせることで，除痛と運動機能回復を同時に実現する多様式な治療法を探索し，その科学的根拠の獲得を目指す．ここでは，ロボット訓練として，筋シナジー仮説に基づく運動療法を採用する．初年度（令和4年度）は阪大開発のリハロボットおよび筋シナジー解析技術を用いて，共同運動を特徴づける運動協調の5つの工学的指標（①運動学，②筋シナジー，③手先インピーダンス，④手先平衡点，⑤手先力）の評価に注力した．②③④は筋骨格系の数理モデルより算出される物理的指標であり，工学から医学への提案指標である．推定される運動特徴量は中枢神経系の運動指令を反映しており，異常運動の定量評価に貢献する．同手法を上肢到達運動を含む多様な身体運動の解析や訓練に適用することで，仮説に基づく運動の評価，介入，およびその周辺技術について科学的知見を深めた．

Refractory neurologic impairment: central poststroke pain, poor quality of life, and functional recovery. In recent years, the division of neuroscience has been "pain, movement, paralysis, active movement, plasticity, induction, pain, paralysis, improvement." How to treat pain, paralysis and exercise? This study aims to explore the combination of different intervention methods, such as repeated cranial magnetic stimulation, functional electrical stimulation, and training, to achieve simultaneous pain relief and motor function recovery, and to obtain scientific guidance. This is the first time I've ever had a problem with exercise. In the first year (the fourth year), the development of the university of Osaka was carried out in the application of the analysis technology of muscle and muscle, and the evaluation of the five engineering indicators of joint motion coordination (① kinematics, ② muscle and muscle, ③ hand first balance point, ④ hand first force) was focused. (2)(3)(4)( Presumptive motor characteristics reflect motor commands of the central nervous system and contribute to quantitative evaluation of abnormal movements. The same method, upper limb movement, including multiple body movements, analysis and training, is applicable to the evaluation of basic movements, intervention, and peripheral technology, and scientific knowledge.

项目成果

Asymmetric Inter-limb Coordination in the Legs of 10–11-Year-Old Boys during Overground Sprinting

10-11岁男孩在地面冲刺期间腿部的不对称肢体间协调

• DOI: 10.7210/jrsj.40.259
• 发表时间: 2022
• 期刊: Journal of the Robotics Society of Japan
• 作者: 野呂和主;平井宏明;岡本英也;古川大輔;上向井千佳子;長尾裕史;金子靖仙;堀開登;山本慧;山田直人;彌島卓;松居和寛;西川敦;Hermano Igo Krebs
• 通讯作者: Hermano Igo Krebs

Understanding and exploiting neuromuscular coordination: a robotics-based approach

理解和利用神经肌肉协调：基于机器人的方法

• 发表时间: 2023
• 作者: Kazuto Noro;Asumi Takeichi;Hiroaki Hirai;Hideya Okamoto;Daisuke Kogawa;Chikako Kamimukai;Yasunori Kaneko;Noriyuki Tabuchi;Shoji Kinoshita;Yuta Miyajima;Yusuke Yashima;Hirokazu Kuga;Satoru Yamamoto;Naoto Yamada;Kazuhiro Matsui;Atsushi Nishik;Hiroaki Hirai
• 通讯作者: Hiroaki Hirai

ペダル漕動作における下肢筋群の協調構造の崩壊と運動性能―構成論的アプローチ―

踩踏运动过程中下肢肌肉群协调结构和运动表现的破坏 - 一种建构主义方法 -

• 发表时间: 2022
• 作者: 渡邉泰良;平井宏明;原田拓実;三上竣平;日野匠太朗;八島侑祐;野呂和主;久賀紘和;宮島祐太;松居和寛;西川敦;Hermano Igo Krebs
• 通讯作者: Hermano Igo Krebs

筋シナジー分析手法を用いた子ども走行へのトレーニング効果の検証について

利用肌肉协同分析方法验证儿童跑步训练效果

• 发表时间: 2022
• 作者: 古川大輔;岡本英也;平井宏明;野呂和主;金子靖仙
• 通讯作者: 金子靖仙

Physiological markers of motor improvement following five-month sprint training in young boys

小男孩五个月冲刺训练后运动改善的生理标志

• 发表时间: 2023
• 作者: Kazuto Noro;Asumi Takeichi;Hiroaki Hirai;Hideya Okamoto;Daisuke Kogawa;Chikako Kamimukai;Yasunori Kaneko;Noriyuki Tabuchi;Shoji Kinoshita;Yuta Miyajima;Yusuke Yashima;Hirokazu Kuga;Satoru Yamamoto;Naoto Yamada;Kazuhiro Matsui;Atsushi Nishik
• 通讯作者: Atsushi Nishik