順天堂大学大学院医学研究科リハビリテーション医学の藤原俊之教授らの研究グループは、株式会社メルティンMMIとの共同研究で、世界初の「患者の意図を生体電気信号から判別し、麻痺した手を思い通りに動かすAIロボット」を用いた脳卒中リハビリテーション治療を行い、上肢機能障害の改善効果を示した。

 脳卒中発症後に手の麻痺が残存した患者のうち、実用レベルまでに麻痺が回復する患者は15~20%にとどまると言われている。手の麻痺の残存は、日常生活動作を広く妨げ、職業復帰等を妨げる原因ともなる。

 自分では思うように手を動かせない重度の麻痺がある患者でも、脳卒中後の手の麻痺のリハビリテーションが行えるよう、本研究では、生体電気信号からAIで患者の意図を判別して手を動かすことができるAIロボットを使用した。このAIロボットはメルティンMMI社が開発したもので、麻痺した手を動かそうとする時に脳から手に送られる微弱な生体電気信号を前腕に貼った3対の電極から記録する。その信号のパターンから、AIにより脳活動を判別し、患者が「指を伸ばそう」としているのか、「指を曲げよう」としているのか、それとも力を入れず「リラックスさせよう」としているのかの意図を読み取り、意図に合わせてロボットで患者の麻痺した手を動かすという。

 このAIロボットを使用して、脳卒中後の麻痺手を有する患者に、指の曲げ伸ばしを行ったり、物を掴んだり、移動させるトレーニングを1回40分、週2回、計10回行ってもらったところ、トレーニング後に上肢運動機能の改善を認めた。また、リハビリテーションの効果はリハビリテーション終了4週後にも維持されていたといい、日常生活での麻痺手の使用頻度においても改善を確認した。

 本研究成果は、AIロボットによる脳卒中リハビリテーション治療の効果を初めて示し、今までの手法では回復が困難であるとされていた脳卒中後の麻痺手の回復をも可能とする新しいリハビリテーション治療法となることが期待される。

論文情報:【Neurorehabilitation and Neural Repair】New artificial Intelligence-Integrated Electromyography-Driven Robot Hand for Upper Extremity Rehabilitation of Patients With Stroke: A Randomized Controlled Trial

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