ロボットスーツHALのリハビリテーション教育への導入に関する先駆的研究

○プロジェクト研究１２４７−３
研究課題「ロボットスーツＨＡＬのリハビリテーション教育への導入に関する先駆的研究」
○研究代表者理学療法学科教授
水上昌文
○研究分担者付属病院長
和田野安良
（９名）
○研究年度
付属病院副院長
大瀬寛高
医科学センター教授永田博司
作業療法学科教授
白石英樹
理学療法学科教授
冨田和秀
理学療法学科准教授浅川育世
看護学科講師
髙村祐子
付属病院講師
理学療法学科助教
岩本浩二
清水如代
平成 26 年度
（研究期間）平成 24 年度～平成 26 年度（3 年間）
１．研究目的
ロボットスーツＨＡＬ（以下ＨＡＬと略）装着下でのトレーニングによる運動機能改善効果の可能性が，特に脳血
管障害，脊髄損傷例などで示唆されている．ＨＡＬは今後のリハビリテーションの体系を大きく変えて行く可能性
のある先端技術の粋を集めた機器であり，これを学生教育に用いる事により，より大きな教育的効果が期待出来
る．本研究の期間内における目的は以下の通りである。
1）ＨＡＬを学部および大学院の授業に導入することで，学生が最先端の生活支援機器に接する機会を持つ
2）付属病院において，ＨＡＬの医療機器承認を目指した回復期リハビリテーションにおける効果検証のための
臨床研究を実施し，学部生および大学院生が参画することによりＨＡＬの運用ノウハウを取得させる
3）学部生，大学院生にＨＡＬを利用した研究テーマを設定し，希望学生を募り研究を実施する．
２．研究方法
1）学部および大学院の授業へのＨＡＬの導入
昨年度までの研究により，授業に HAL を導入することによる効果検証は完了したので，平成 26 年度は，授業
（学部，大学院）における運用の継続により，その効果を確認した．
2）付属病院リハビリテーション部理学療法科での臨床研究
26 年度はＨＡＬの医療機器としての承認を得るための「治験」実施をめざし，そのプロトコル策定のための臨床
データを得るため，付属病院において回復期脳卒中患者を対象に臨床研究を実施した．なお，本研究は「筑波
大学・県立医療大学共同研究プロジェクト」として実施されるものである．対象は付属病院回復期リハ病棟入院中
の脳出血又は脳梗塞の初回発症の 8 例（26～76 歳,平均 58.6±16.9 歳,発症〜介入開始の日数は 108～160 日,
平均 132.6±18.5 日）,対照群 6 例（43～74 歳,平均 60.0±12.1 歳,発症から介入相当期間開始までの日数 119
～151 日,平均 131.5±14.3 日）であった. HAL による介入開始は，入院後毎週計測する 10m 最大歩行速度の過
去 2 週を含む３週間の移動平均値を当該週の値とし，前週からの改善率が３週連続で 10%未満，5%未満,5%未満
となった時点とした．HAL での歩行練習は,週 5 回,5 週間実施し,1 回の練習は,積算歩行時間最大 20 分とした．
この期間の通常理学療法は 40 分間とし，HAL による歩行練習時間 20 分間との合計理学療法時間を 60 分とし
た．対照群は通常理学療法を 60 分間実施した．評価項目は,2 分間歩行テスト(2MT),10m 最大歩行速度
(MWS),10m 快適歩行速度（ SWS ） , Fugl-Meyer 評価法の下肢スコア合計値（ F-M ） ,Berg-Balance
1
-Scale(BBS),FIM 運動スコアとし，介入の効果は各指標の介入前後比較（pared t-test）,および介入前後各指標
の差を介入群と対照群で比較（non pared t-test）検討した（有意水準 5%）．
3) 学部生，大学院生による研究の実施
学部「理学療法研究Ⅰ,Ⅱ」において，ＨＡＬを利用したテーマを設定し，希望学生を募り研究を実施した．
３．結果および考察
1) HAL を導入した授業の実施
理学療法学科 3 年「生活支援機器論」，大学院博士後期課程「生活支援学特講演習」において，HAL の装着
体験，装着支援，調整支援実習を実施した．
2）付属病院リハビリテーション部理学療法科での臨床研究
歩行能力指標は,介入群の MWS は介入前 49.8±19.98，介入後 61.4±26.6m/min と有意な改善を認めた．
対照群の MWS は介入前 57.7±28.90，介入後 55.9±25.93m/min と有意な改善を認めなかった．両群の介入前
後の差の比較では，介入群 11.6±10.66，対照群-1.8±6.06m/min であり，介入群が有意に高い改善を示した
（ES=1.49, p=0.02）．SWS および 2MT の介入前後の差の両群での比較では，SWS は介入群 8.1±5.39，対照群
5.9±4.41m/min（ES=0.44，p=0.43），2MT は介入群 21.1±12.44，対照群 10.4±7.15m（ES=1.02，p=0.08）と，い
ずれも介入群の効果の有意性を示す結果は得られなかった．
運動機能および ADL の指標の介入前後の差の両群での比較では，F-M は介入群 0.75±1.49，対照群 1.5±
1.00，BBS は介入群 2.25±3.37，対照群-0.50±3.51，FIM は介入群 2.63±2.62，対照群 2.00±1.55 と，いずれ
も介入群の効果の有意性を示す結果は得られなかった．
平成 25 年度は，回復期早期（概ね発症後 1〜1.5 ヶ月）より HAL 介入を試み，その効果検証を行ったが，この
時期はまだ機能が不安定であり，通常のリハビリテーションによる回復の速度も症例により大きなばらつきがある
ため，HAL の介入効果を検出するためには大規模なサンプルを要することが示唆された．今回のプロトコルは，
通常リハビリテーションによる歩行能力の回復がプラトーとなった時点を確認し,そこからの HAL による上積みの改
善効果を確認するものであった．結果,10m 最大歩行速度が,HAL による歩行能力改善効果を示す指標として有
効であることが明らかとなり,治験プロトコールの基となる結果を得ることが出来た．
3) 学部生，大学院生による研究の実施
学部生５名が,いずれも付属病院における臨床研究の一部としての研究を実施した．
４．まとめ
本プロジェクトの臨床研究により，治験開始の目処が立つところまでたどり着いた．今後は HAL のリハビリテー
ション機器としての薬事法承認のための治験開始に向け症例を積み重ねるとともに，授業・臨床研究・学生研究
を通じてＨＡＬを操作運用出来る人材育成を進めたい．
５. 成果の発表（学会・論文等，予定を含む）
1) 吉川憲一,水上昌文,佐野歩他，回復期脳卒中片麻痺者に対する装着型ロボットスーツによるトレーニング効
果の検討，第 49 回日本理学療法学術大会（2014 年 5 月横浜）．
2) Mizukami M, Yoshikawa K, Kawamoto H, et.al ,Effect of gait training with an exoskeleton robotic device on
hemiplegic patients in the recovery stage ,World Confederation of Physical Therapy CONGRESS 2015 (2015
年 5 月 Singapore 発表予定)．
他，原著論文３編，投稿中２編，学会発表１0 編
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