Development of a neurorehabilitation system using haptic substitution and motion substitution as external stimuli

使用触觉替代和运动替代作为外部刺激的神经康复系统的开发

基本信息

批准号：
19KK0367
负责人：
野崎貴裕
金额：
$ 9.48万
依托单位：
Keio University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (A))
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020 至 2023
项目状态：
已结题

项目摘要

世界的な高齢化の進行を背景に、脳血管障害によって神経症状を患い、長期の後遺症に苦しむ患者の数は増加の一途を辿っている。運動麻痺や感覚障害、言語障害など脳血管障害の後遺症に苦しむ患者は日本国内だけでも300万人以上が存在すると言われており、早急な対応が求められている。こうしたなか、近年の神経科学の成果が新たな突破口を開こうとしている。これまで脳血管障害によって損傷を受けた中枢神経系は回復が困難であると考えられてきた。しかし、脳や神経には外部からの刺激に呼応して、損傷した脳領域の機能を代替する新たな神経回路が生成される性質（＝可塑性）が存在することが明らかとなってきた。1998年になり、米国マサチューセッツ工科大学のHermano Igo Krebs氏らにより、ロボット工学を積極的に取り入れたニューロリハビリテーションとしてRobot-aided neuro-rehabilitationの概念が提唱された。Robot-aided neuro-rehabilitationでは、ロボットマニピュレータに仮想的な剛性、粘性、慣性などの機械特性（＝機械的インピーダンス）を持たせることによって、患者に物理的な負荷を与え、ニューロリハビリテーションにおける運動訓練の効果を促進することが可能となる。本年度では、フォトダイオードとposition sensitive detectorを用い、対象物の反射率に関わらず距離、角度、力を同時に測定可能な新たな近接覚センサの小型化に取り組むとともに、制御系への実装を行い、有用性を確認した。

随着全球人口持续老龄化，因脑血管疾病而出现神经症状和长期后遗症的患者数量正在稳步增加。据说，仅日本就有超过300万患者患有运动麻痹、感觉障碍、言语障碍等脑血管意外后遗症，需要紧急采取行动。在此背景下，神经科学的最新成果有望带来新的突破。迄今为止，人们一直认为因脑血管意外而受损的中枢神经系统很难恢复。然而，人们已经清楚，大脑和神经具有产生新的神经回路的特性（可塑性），以取代受损大脑区域的功能，以响应外部刺激。 1998年，美国麻省理工学院的Hermano Igo Krebs提出了机器人辅助神经康复的概念，积极融入机器人技术。在机器人辅助神经康复中，机器人机械手被赋予虚拟机械特性，如刚度、粘度和惯性（=机械阻抗），以向患者施加物理负荷，并改善神经康复中的运动训练，从而促进神经康复成为可能。影响。今年，我们将致力于小型化新型接近传感器，该传感器使用光电二极管和位置敏感探测器来同时测量距离、角度和力，而不管物体的反射率如何，并将其应用到控制系统中，其实用性得到了证实。。