足感覚まひ患者の歩行リハビリを支援する知覚共感ウェア


<研究目的>

脳卒中片麻痺患者は年々増加傾向にあり,後遺症による個人負担および医療費の増加は社会的問題となっている.そのため在院日数の短縮に向けた効率的なリハビリテーションサービスの提供や退院後の継続的なリハビリテーションが重要となる.一般的に脳卒中のリハビリテーションでは,適切な運動パターンで反復動作させることが極めて重要となる.しかしながら,脳卒中患者は表在覚・深部感覚が鈍麻・脱失することが多いため,体性感覚情報に基づいた動作の修正が極めて困難となる.特に発症初期では,自動化された歩行制御は難しいために,本人の感覚を頼りにした随意的な自己修正が必要となる.

従来リハビリでは片麻痺者の歩行における接地状態異常は理学療法士の目視によって判断されており,詳細な足底圧部位を判断することは困難であった.一方,床反力計等の機器を用いた接地状態の確認ではPC等の画面の情報からのフィードバックとなってしまい,注意が画面に向くことで,視覚依存を更に助長してしまうリスクを伴う.

そこで我々は,片麻痺患者に対し,麻痺側の足底圧覚を体幹背部に触覚バイオフィードバック(BF)し,足圧の時空間的偏移情報を人工的に増幅することでリハビリ効率を向上させる新しいウェアラブル装置を開発した.


<研究内容>

本装置は麻痺足が着床した瞬間に接地面圧が患者自身の体幹に振動刺激により情報帰還される触覚BF技術により,患者が知覚することができなくなった麻痺側の足部運動状態を認知した上で,患者自身が能動的に筋出力を調節できるようになる.本システムは,薄型インソールセンサを靴内部に入れることで足圧情報を検知し,片麻痺患者でも着用容易なベスト型ウェアラブル装置から背中に足底圧に対応した振動刺激が入力される.さらに,片麻痺者と理学療法士が本装置を同時に着用することによって,片麻痺患者の足圧情報を共有することも可能であり,モードを切り替えることで理学療法士から適切な足圧を片麻痺患者に教示することができる.




<期待される成果>

医療施設で片麻痺患者を対象として臨床試験を実施しており,麻痺肢の運動機能および歩行の改善に寄与し得ることを臨床試験および基礎的研究から明らかにすることを目指している.将来的には,環境と身体の相互関係を構築するための新型インターフェースとしての実応用が期待される.


発表文献

  • "Perception Assisting Robotics Technology and Engineering based Emergency Medicine", Workshop for Pursuit of Possible Collaboration in the fields of Human Centered Robotics in Fraunhofer and Waseda University, Fraunhofer IPA, Stuttgart (Germany), contact with Dr. Birgit Graf et al., Feb.2011
  • 岩田浩康 :“BF型知覚支援RTを用いた認知神経リハ ~第1報:麻痺側足底圧の対側肢体へのバイパス呈示とその効能検証~”,第37回日本バイオフィードバック学会学術講演会,paper no. OP3-1,盛岡,2010年7月
  • 岩田浩康 :“BF型知覚支援RTを用いた認知神経リハ ~第2報:BFによる麻痺側加重時の不安解消手法~”,第37回日本バイオフィードバック学会学術講演会,paper no. OP3-2,盛岡,2010年7月
  • 岩田浩康,「BF型知覚支援RTを用いた認知神経リハ ~第3報:対側BF刺激による麻痺足への注意力向上効果のfNIRS検証~」,第39回日本バイオフィードバック学会学術講演会,paper no. 9,東京,2011年6月
  • 岩田浩康,飯村直之,飯田翔太郎,佐藤慶彦,菅野重樹,「触覚バイオフィードバックに基づくリハビリ歩行支援システム」,日本機械学会ロボティクスメカトロニクス講演会2012論文集 (Robomec'12),paper no. 1A2-M07,2012年5月
  • 岩田浩康,飯田翔太郎.飯村直之,菅原志門,菅野重樹,「体性感覚バイオフィードバックに基づくリハビリ支援システム」,日本機械学会ロボティクスメカトロニクス講演会2012論文集 (Robomec'12),paper no. 1A2-M06,2012年5月
  • 岩田浩康,飯村直之,佐藤勇起,安田和弘,菅野重樹,「触覚バイオフィードバックに基づくリハビリ歩行支援システム ~第10報:知覚共感ウェアの提案~」,日本機械学会ロボティクスメカトロニクス講演会2013論文集 (Robomec'13),paper no. 1A2-D05,2013年5月