ソフトウェア

Spacing： 脳 卒 中 患 者 の 共 同 運 動 で は 上 肢 の 関 節 ご と の 選 択 的 な 運 動 が 困 難 で あ る ．そ こ で 空 間 に お け る 選 択 的 な 運 動 能 力 を 向 上 さ せ る た め に ，リ ー チ ン グ を 様 々 な 方 向 へ 行 わ せ る 訓 練 が 適 切 と 考 え た ．こ の Spacing の 要 素 に つ い て は 運 動 機 能 評 価 に て 用 い た リ ー チ ン グ テ ス ト を 使 用 す る ．麻 痺 し た 上 肢 は 屈 筋 が 優 位 で あ り ，伸 展 運 動 が 拙 劣 と な る た め ，最 大 到 達 距 離 に つ い て は 日 本 人 の 上 腕 長 の 平 均 [9]の 約 ２ 分 の １ で あ る 300mm に 設 定 し た 上 で ， 多 方 向 へ の 運 動 を 行 え る よ う な タ ー ゲ ッ ト の 配 置 を 行 っ た ．

Timing： 脳 卒 中 の 運 動 麻 痺 で は ， 筋 出 力 が 安 定 し な い [6]． 特 に ， 中 程 度 の 範 囲 に お け る 筋 出 力 の 微 調 整 が で き な い こ と が 多 い ． こ れ は 運 動 と 時 間 の 協 調 で あ る Timingと 運 動 と 筋 出 力 の 協 調 で あ る Gradingに 分 類 す る こ と が で き る ． Timingに 関 す る 訓 練 に つ い て は ， 図 6-58に 示 す ご と く ， 操 作 者 は 画 面 上 に 表 示 さ れ て い る 円 形 軌 道 上 を 一 定 速 度 で 移 動 す る タ ー ゲ ッ ト ボ ー ル に ， 手 先 位 置 に 対 応 す る ボ ー ル を ハ ン ド ル 操 作 に よ っ て 追 従 さ せ る も の と し た ． こ の ソ フ ト に は Timingの 要 素 が 含 ま れ る ．

脳 卒 中 患 者 は 緊 張 や 努 力 に よ っ て 筋 緊 張 の 異 常 な 亢 進 現 象 が 出 現 す る た め ， 訓 練 の 内 容 は 容 易 に 実 施 で き る レ ベ ル に 設 定 す る 必 要 が あ る ． そ の た め 本 プ ロ グ ラ ム に お け る 円 の 直 径 は 上 肢 ， 特 に 肘 関 節 の 伸 展 が -45degで も 可 能 な 範 囲 で 連 続 運 動 が 可 能 と な る よ う に ，150mmと し た ． ま た ，タ ー ゲ ッ ト ボ ー ル の 速 度 は 円 1周 を 75secと し た ．こ れ は STEF[5]の 大 玉 の 移 動 課 題 に 設 定 さ れ て い る 限 度 時 間 （ 分 速 約 72cm） の 約 2分 の 1に 設 定 し た も の で あ る ．

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図 6-58 Tracking software

Grading： Gradingの 要 素 に つ い て は ビ ジ ュ ア ル サ ン デ ィ ン グ ソ フ ト を 使 用 す る（ 図 6-59）．こ れ は 既 報 [15,16]で 概 念 の み 提 案 し た ソ フ ト を 完 成 さ せ た も の で あ る ． 本 ソ フ ト で 求 め ら れ る の は ， 画 面 上 に 表 示 さ れ て い る 直 方 体 を 奥 に 押 し 込 む 動 作 で あ る ． 直 方 体 を 押 す 時 ， ERブ レ ー キ へ の 電 場 を 制 御 す る こ と に よ っ て 手 先 効 果 器 に 仮 想 的 な 摩 擦 抵 抗 を 提 示 す る ． 患 者 は 摩 擦 の あ る サ ン デ ィ ン グ ボ ー ド の 上 を ， 箱 を 押 し て 前 に 移 動 さ せ て い る よ う な 力 感 覚 を 得 る こ と が で き る ． 箱 の 前 面 の 範 囲 内 で 押 し 込 み 動 作 を 行 わ な け れ ば ， 箱 を 押 す こ と が 出 来 ず 力 覚 も 返 っ て こ な い ．

提 示 す る 摩 擦 力 は ハ ン ド ル 部 の 前 進 と と も に 直 線 的 に 大 き く な る よ う に し 、 箱 の 幅 は 70mm， 押 し 込 み 距 離 は 170mmの 設 定 と し た ．

図 6-59 Virtial sanding software

6.6 リハ訓練システムとしての臨床評価 6.6.1 臨床評価方法

本 節 で は 訓 練 効 果 を 検 証 す る た め の 方 法 に つ い て 述 べ る ．対 象 は 本 研 究 の

96 趣 旨 を 理 解 し ， 実 験 の 参 加 に 承 諾 が 得 ら れ た 脳 卒 中 患 者 10 名 ， 平 均 年 齢 66.3±5.4 歳 ， 実 験 開 始 時 の 上 肢 BRS は StageⅢ が 1 名 ， StageⅣ が 4 名 ， StageⅤ が 2 名 ， StageⅥ が ３ 名 で あ っ た ．

臨 床 評 価 方 法 は ク ロ ス オ ー バ ー ス タ デ ィ 方 式（ 表 6-28）と し ，2 週 間 の 通 常 の リ ハ ビ リ テ ー シ ョ ン に PLEMO-P3 訓 練 追 加 期 間 を 設 け た 期 間（ 以 下 ，「 プ ラ ス PLEMO 訓 練 期 間 」） と 通 常 の リ ハ ビ リ テ ー シ ョ ン の み で 2 週 間 の PLEMO-P3 訓 練 追 加 期 間 を 設 け な い 期 間 （ 以 下 ，「 Rh 訓 練 の み 期 間 」） を 設 定 し ，各 被 検 者 は ラ ン ダ ム に 両 期 間 の 訓 練 を 実 施 し た ．訓 練 効 果 の 判 定 の た め の 患 者 評 価 は 各 々 の 期 間 の 前 後 に 行 い ， PLEMO-P3 の 訓 練 頻 度 は 1 週 間 に 3 回 と し た ． 3 つ の 訓 練 (Spacing, Timing, Grading)を そ れ ぞ れ 10 分 間 ， 連 続 し て 合 計 30 分 間 の 訓 練 を 行 っ た ．

表 6-28 Clinical Assessment for Crossover Study Method A Rehabilitation Rehabilitation

addition PLEMO without PLEMO Method B Rehabilitation Rehabilitation

without PLEMO addition PLEMO

Period two weeks two weeks

6.6.2 臨床評価におけるデータ例

PLEMO-P3 に よ る 訓 練 効 果 を よ り 明 確 に す る た め に ， 健 常 者 と 脳 卒 中 患 者 の 結 果 を 例 示 す る ．

サ ン デ ィ ン グ の 結 果 ，健 常 者 は 箱 を 押 す 際 に 操 作 力 を 安 定 さ せ て 箱 を 移 動 さ せ て い る （ 図 6-60 の 左 ） が ， 片 麻 痺 患 者 (BRS IV)は 滑 ら か に 箱 を 動 か す こ と が で き て い な い （ 図 6-60 の 右 ）．

図 6-60 Results of Sanding (Left: normal, Right: BRS IV)

97 軌 跡 追 従 の 場 合 ，健 常 者 は 基 準 の 円 軌 道 に 対 し て 滑 ら か に 追 従 で き て い る の に 対 し ，片 麻 痺 患 者 は 小 刻 み に 追 従 し て お り ，上 肢 動 作 の 拙 劣 さ が 確 認 さ れ る（ 図 6-61）．す な わ ち ，こ ら れ の ソ フ ト ウ ェ ア に よ っ て 片 麻 痺 患 者 の 評 価 ・ 訓 練 が 可 能 で あ る こ と が 確 認 で き る ．

図 6-61 Results of Tracking (Left: normal, Right: BRS IV)

6.6.3 評価項目ならびに比較方法

評 価 の 項 目 に つ い て は ，国 際 的 に 用 い ら れ て い る FMA と し た ．評 価 結 果 と し て は「 プ ラ ス PLEMO-P3 訓 練 期 間 」，「 Rh 訓 練 の み 期 間 」の そ れ ぞ れ に お け る 改 善 度（ そ れ ぞ れ の 期 間 終 了 時 の 評 価 結 果 か ら 期 間 開 始 時 の 結 果 を 減 算 し て 得 た 値 ）を 算 出 し ，こ の 改 善 度 を「 プ ラ ス PLEMO-P3 訓 練 期 間 」と「 Rh 訓 練 の み 期 間 」 で 比 較 検 討 し た ． 統 計 学 的 処 理 は そ れ ぞ れ の 期 間 の 改 善 度 を t-test を 用 い て 検 定 し ， 有 意 水 準 は 5％ 以 下 を も っ て 有 意 と し た ．

6.6.4 臨床評価の結果

リ ハ ビ リ テ ー シ ョ ン 評 価 に お い て ，FMA の 上 肢（ 肩 /肘 /前 腕 ）の 運 動 機 能 ， 手 関 節 ・ 手 指 の 運 動 機 能 ， 協 調 性 と ス ピ ー ド （ coordination）， 感 覚 ， そ し て FMA の 合 計 点 数 の 改 善 度 に お い て ，「 プ ラ ス PLEMO-P3 訓 練 期 間 」 が 「 Rh 訓 練 の み 期 間 」に 比 べ て 平 均 値 が 全 て 改 善 さ れ て い る（ 表 6-29）．特 に ，上 肢（ 肩 /肘 /前 腕 ）の 運 動 機 能 ，手 関 節 の 運 動 機 能 ，FMA の 合 計 点 数 の 改 善 度 に お い て ， 統 計 学 的 に 有 意 な 改 善 を 示 し て い る ．

98 表 6-29 Result of FMA

6.7 結言

本 研 究 で は 以 下 の こ と を 行 な っ た ．

１ ．共 同 運 動 の 症 候 を 検 出 す る た め の 新 し い セ ン サ グ リ ッ プ と リ ー チ ン グ 動 作 に 対 応 し た 評 価 プ ロ グ ラ ム ，な ら び に 訓 練 用 ソ フ ト ウ ェ ア を 開 発 し ，臨 床 評 価 を 行 な っ た ．

２ ． PLEMO-P3 に お け る 評 価 と リ ハ ビ リ テ ー シ ョ ン 医 学 の 評 価 は 有 意 な 相 関 関 係 を 示 し た ．そ こ で ，PLEMO-P3 に お け る 運 動 機 能 の 評 価 は 有 効 で あ る ． ３ ． 脳 卒 中 片 麻 痺 患 者 の 訓 練 要 素 と し て は ， Spacing， Grading， Timing の

向 上 を 目 的 と し た リ ハ ビ リ テ ー シ ョ ン プ ロ グ ラ ム が 効 果 的 で あ る ．こ れ ら の 要 素 を 改 善 す る た め の リ ハ ビ リ テ ー シ ョ ン 訓 練 ソ フ ト を 開 発 し た ． ４ ． リ ハ ビ リ テ ー シ ョ ン 訓 練 に よ る 改 善 度 は FMA に よ り 評 価 し た ． そ し て ，

従 来 訓 練 に PLRMO-P3 に よ る リ ハ 訓 練 を 追 加 す る こ と で ， リ ハ 効 果 に 大 き な 改 善 効 果 が 見 ら れ た ．

５ ．作 業 平 面 へ の 押 付 力 と 手 関 節 可 動 域 の 相 関 を 確 認 し ，手 関 節 可 動 域 セ ン サ の み で 共 同 運 動 を 客 観 的 に 検 出 す る こ と が 可 能 で あ る こ と を 示 し た ．ハ ン ド ル の 把 持 力 に つ い て は ，共 同 運 動 と 相 関 が な い こ と が わ か っ た ．実 用 化 機（ PLEMO-P4）に お い て は ，手 関 節 可 動 域 セ ン サ の み を 装 備 す る こ と に す る ．

PLEMO Rh Significant

difference upper limb 1.75±1.98 -0.13±1.46 P<0.05 wrist 1.25±1.16 -0.25±0.35 P<0.01

finger 0.88±1.46 0.13±0.35 N.S

coordination 0.25±0.71 0±0 N.S

sensory 1.5±1.77 0±0 N.S

total 6.63±5.4 0.63±3.16 P<0.01

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参 考 文 献

[1]古荘純次：（解説）ER 流体を用いたメカトロニクスシステム．日本油空圧学会誌, 32(6)：390-395，2001.

[2] Ozawa, T., Kikuchi, T., Fukushima, K., Fukuda, T., Tanida, S., Fujikawa, T., Kano, S., Akai, H. and Furusho, J.: Initial Clinical Tests for Assessment Models of Synergy Movements of Stroke Patients Using PLEMO System with Sensor Grip Device. Proc of the 2009 IEEE 11th International Conference on Rehabilitation Robotics: 873-878, 2009.

[3] Brunnstrom, S.: Movement therapy in hemiplegia; A neurophysiological approach. Harper and Row, New York, 1970.

[4] Fugl-Meyer, A.R., Jääskö, L., Leyman, I., Olsson, S., Steglind, S.:

The post-stroke hemiplegic patient. 1. a method for evaluation of physical performance. Scandinavian journal of rehabilitation medicine, 7(1): 13-31, 1975.

[5]寺 田 千 秀：簡 易 上 肢 機 能 検 査 (STEF)．作 業 療 法 ジ ャ ー ナ ル ，38(7)：681－ 686，

2004．

[6]川 平 和 美 ,緒 方 敦 子 ,東 郷 伸 一 ,弓 場 裕 之 ,白 浜 幸 高 ,田 中 信 行 ： 片 麻 痺 側 下 肢 へ の 分 離 促 通 的 集 中 運 動 療 法 の 下 肢 随 意 性 と 筋 力 へ の 効 果 に つ い て ． リ ハ ビ リ テ ー シ ョ ン 医 学 ， 34(9)： 598-604， 1997．

[7]望 月 久 ： 脳 卒 中 に お け る 機 能 障 害 と 評 価 ． 理 学 療 法 科 学 , 22（ 1）： 33-38，

2007．

[8]福 意 武 史 , 井 上 桂 子 , 常 久 謙 太 郎：上 肢 巧 緻 性 評 価 機 器 の 開 発 -臨 床 適 応 の 検 討 -． 川 崎 医 療 福 祉 学 会 誌 ， 17(2)： 389-394， 2008．

[9] Kawauchi, M., Mochimaru, M.: AIST/HQL Measure of human body and shape data base 2003. National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, H18PRO-503, 2006.