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先端リハビリテーション医学

機能的電気刺激(FES)

機能的電気刺激(functional electrical stimulation; FES)は、脊髄損傷や脳卒中などで麻痺した手や足を動かす治療法です。当科では、1990年代からFESによる四肢麻痺、対麻痺、片麻痺などの機能再建治療に取り組んできました。FESにより、麻痺した手を動かして物を握ったりつまんだりする動作、麻痺した足を動かして立ち上がったり歩いたりする動作を再び行うことが期待できます。

経皮的埋め込み電極を用いたFESは、この分野における本邦初の高度先進医療として認可された歴史があります。

一方、表面電極を用いたFESは、麻痺発症後早期から治療を始めることが可能になります。

NESS H200、NESS L300は米国Bioness社で開発された装具型表面電極FES装置であり、 NESS H200は脊髄損傷による四肢麻痺上肢や脳卒中による片麻痺上肢の障害に対する手指機能再建、NESS L300は脳卒中による片麻痺性尖足障害に対する歩行機能再建が可能で、欧米を中心に普及が進みつつあります。

当科では、本邦で始めてNESS H200とNESS L300を導入しました。この機器は厚生労働省の薬事承認を受け、現在では国内で1500台以上の使用実績があります。

上肢用のH200は現在、最新のH200Wirelessとなり、単独での使用のみならずリハビリテーションロボットとのハイブリッド使用の試みなど先端的な研究を継続し、国内外の学会などで発表しています。

上肢用FES装置H200Wireless
下肢用FES装置L300の構成と装着した様子

リハビリテーションロボット

ロボット技術の進歩により、リハビリテーションにロボットを導入する試みが注目されています。

当科では、医工連携によりFESとロボット技術を融合した新しい歩行練習用リハビリテーションロボットAkitaTrainerを開発し、実証試験を進めています。現在のAkitaTrainerは片脚用ですが、次世代モデルには両脚用を開発し、脊髄損傷による対麻痺などでも利用可能な機器として展開する予定です。

また、上肢用のリハビリテーションロボットは従来大型で持ち運びが困難であり高価なものが多いのが現状ですが、卓上型のコンパクトなリハビリテーションロボット「リハビリマウス」を開発し、実用化を目指して基礎研究・臨床応用を進めています。

開発中のリハビリテーションロボットAkitaTrainer
上肢用リハビリテーションロボット「リハビリマウス」のプロトタイプ

磁気駆動型体内埋め込み電極

磁気駆動型体内埋め込み電極 磁気駆動型体内埋め込み電極

磁気駆動型体内埋め込み電極(直径2.5mm、長さ15.6mm)は近年アメリカで開発された、完全埋め込み式の刺激装置で、筋力強化のための電気刺激など幅広い部位での応用が期待される機器です。体外からコイルを近づけ、体内の刺激装置に電気をチャージして、末梢神経を刺激します。この機器を麻痺した筋肉に埋め込むことにより、関節可動域の改善、疼痛緩和に効果あると考えられます。当科ではすでに、脳卒中後の麻痺による肩関節亜脱臼例にこの電極を埋め込み、症状の改善を得られました。磁気駆動型体内埋め込み電極はこのほか排尿・排便機能のコントロール、睡眠時無呼吸症候群など整形外科分野以外でも応用が可能です。

ローイングマシーン

ローイングマシーン

秋田大学工学資源学部機械工学科、県産業技術総合研究センターと共同で、FESを応用したローイングマシンを開発しました。特許を取得し産学官連携事業として製品化し,AkitaFESローイングマシンとして市場展開しています.ボートこぎ動作であるローイングは筋力と心肺機能の維持・向上に有効で、代謝機能の改善にも役立ちます。下肢のFESと組み合わせることで、脊髄損傷による対麻痺者や下肢筋力が低下した高齢者でもフィットネス向上が期待できます。

内容を詳しくご存じになりたい方はいつでもご連絡下さい。

FESハイブリッドパワーアシスト装具

ロボット技術の進歩により、装着者の力を増幅させるパワーアシストスーツの開発が盛んになり、介護医療や産業現場における分野での応用が期待されています。秋田大学工学資源学部機械工学科、名古屋大学先端技術共同研究センターと共同で、ロボット技術とFES技術を融合させ。単なる歩行アシストだけでなくFESにより下肢筋の収縮を行い、起立歩行機能の再建・補助に加えて廃用症候群を効果的に予防できる下肢用FESハイブリッドパワーアシスト装具の研究開発を行っています。

スタッフ

  • 島田洋一(Yoichi Shimada)
  • 松永俊樹 (Toshiki Matsunaga)
  • 齊藤英知 (Saito Hidetomo)
  • 佐藤峰吉 (Mineyoshi Sato)
  • 千田聡明 (Satoaki Chida)
  • 畠山和利 (Kazutoshi Hatakeyama)

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