[P-NV-01-4] ロボットスーツHALⓇ単関節による脳卒中片麻痺患者の反復運動における質的研究
キーワード：ロボットスーツHALⓇ単関節, 脳卒中片麻痺, 反復運動
【はじめに，目的】
脳卒中患者の多くが片麻痺を生じ随意運動障害を来す。脳には可塑性があり，神経ネットワークの再構築を促進するために反復練習が推奨されており，脳卒中治療ガイドライン2015でも課題反復練習はグレードBと推奨されている。しかし動作が非連続的で共同運動パターンや代償動作にて動作を遂行しようとし疲労で反復運動が困難となる症例も少なくない。
ロボットスーツHALⓇ（Hybrid Assistive Limb）は随意運動の際に出現する生体電位信号を読み取り，その信号をもとにパワーユニットを制御して動作を支援する外骨格系ロボットである。開発者である山海は脳と身体とHALとの間で双方向のバイオフィードバックが構成され，損傷などによって働きを失った脳内の神経回路網を再構築するといったiBF仮説を提唱している。
そこで今回，ロボットスーツHAL自立支援用単関節（HAL-FS01以下，HAL）を用い装着者の随意運動意図に基づき動作するサイバニック随意制御によって随意運動をアシストし，膝関節伸展運動の反復運動をすることで運動の円滑性に変化が生じるか検証を行った。
【方法】
対象は意思疎通が可能で下肢Brunnstrom Recovery Stage（以下，BRS）がIII以上，歩行監視レベル以上の脳卒中片麻痺患者とした。
動作課題は背臥位膝立て位にて麻痺側膝関節の伸展運動を10回，10セット行った。セット間を1分空け，疲労等によってセット数を満たなく中止した場合はその時点で評価を行うこととした。動作課題をHAL非装着，装着と2回実施し，両者が影響しないように7日間以上空けた。HAL装着時の生体電位信号抽出筋は膝関節伸展筋は大腿直筋，膝関節屈曲筋は半腱様筋，基準電極は大腿骨内側上顆とした。評価は3軸加速度計（MVP-RF8-BC，MicroStone社製）を外果直上に固定し，X軸を前後方向，Y軸を上下方向，Z軸を左右方向とし，解析は運動の滑らかさを意味するRMS（root mean square）を行った。動作課題の前後に同肢位にて膝関節伸展運動を5回反復し，2，3，4回目の結果を採用した。統計処理は，課題前後の2群間比較をHAL非装着と装着で，また課題間での影響がないかHAL非装着と装着の課題前の2群比較で対応のあるt検定を行った。
【結果】
対象者は脳卒中片麻痺患者5名（男性4名，女性1名）で平均年齢63.6±16.4歳，発症後経過日数平均1283.2±1215.4日，障害側は右片麻痺2名，左片麻痺3名，BRSはstageIV2名，stageV3名，全員歩行自立レベルであった。全ての対象者がHAL非装着，装着ともに10回，10セットの膝関節伸展運動を行った。
HAL非装着でのRMSは課題前が2.74±0.49，課題後が2.80±0.59，HAL装着でのRMSは課題前が2.54±0.46，課題後が2.06±0.73で，課題間，HAL非装着での有意差は認められなかったが，HAL装着では有意に小さくなった（p＜0.05）。
【結論】
今回HALを用いて脳卒中片麻痺患者に対し膝関節伸展の反復運動を実施したところ運動の円滑性が向上した結果となった。
脳卒中患者の多くが片麻痺を生じ随意運動障害を来す。脳には可塑性があり，神経ネットワークの再構築を促進するために反復練習が推奨されており，脳卒中治療ガイドライン2015でも課題反復練習はグレードBと推奨されている。しかし動作が非連続的で共同運動パターンや代償動作にて動作を遂行しようとし疲労で反復運動が困難となる症例も少なくない。
ロボットスーツHALⓇ（Hybrid Assistive Limb）は随意運動の際に出現する生体電位信号を読み取り，その信号をもとにパワーユニットを制御して動作を支援する外骨格系ロボットである。開発者である山海は脳と身体とHALとの間で双方向のバイオフィードバックが構成され，損傷などによって働きを失った脳内の神経回路網を再構築するといったiBF仮説を提唱している。
そこで今回，ロボットスーツHAL自立支援用単関節（HAL-FS01以下，HAL）を用い装着者の随意運動意図に基づき動作するサイバニック随意制御によって随意運動をアシストし，膝関節伸展運動の反復運動をすることで運動の円滑性に変化が生じるか検証を行った。
【方法】
対象は意思疎通が可能で下肢Brunnstrom Recovery Stage（以下，BRS）がIII以上，歩行監視レベル以上の脳卒中片麻痺患者とした。
動作課題は背臥位膝立て位にて麻痺側膝関節の伸展運動を10回，10セット行った。セット間を1分空け，疲労等によってセット数を満たなく中止した場合はその時点で評価を行うこととした。動作課題をHAL非装着，装着と2回実施し，両者が影響しないように7日間以上空けた。HAL装着時の生体電位信号抽出筋は膝関節伸展筋は大腿直筋，膝関節屈曲筋は半腱様筋，基準電極は大腿骨内側上顆とした。評価は3軸加速度計（MVP-RF8-BC，MicroStone社製）を外果直上に固定し，X軸を前後方向，Y軸を上下方向，Z軸を左右方向とし，解析は運動の滑らかさを意味するRMS（root mean square）を行った。動作課題の前後に同肢位にて膝関節伸展運動を5回反復し，2，3，4回目の結果を採用した。統計処理は，課題前後の2群間比較をHAL非装着と装着で，また課題間での影響がないかHAL非装着と装着の課題前の2群比較で対応のあるt検定を行った。
【結果】
対象者は脳卒中片麻痺患者5名（男性4名，女性1名）で平均年齢63.6±16.4歳，発症後経過日数平均1283.2±1215.4日，障害側は右片麻痺2名，左片麻痺3名，BRSはstageIV2名，stageV3名，全員歩行自立レベルであった。全ての対象者がHAL非装着，装着ともに10回，10セットの膝関節伸展運動を行った。
HAL非装着でのRMSは課題前が2.74±0.49，課題後が2.80±0.59，HAL装着でのRMSは課題前が2.54±0.46，課題後が2.06±0.73で，課題間，HAL非装着での有意差は認められなかったが，HAL装着では有意に小さくなった（p＜0.05）。
【結論】
今回HALを用いて脳卒中片麻痺患者に対し膝関節伸展の反復運動を実施したところ運動の円滑性が向上した結果となった。