医療 MEDICAL

VRと外骨格ロボによる革新的リハビリ。その驚きの効果とは!?

岸 由利子 | Yuriko Kishi

13年間、下半身にまひを抱えていた32歳の女性をはじめ、8人のブラジルの下肢まひ患者が、革新的なリハビリによって、異例の効果を得ていることが、英科学誌・サイエンティフィック・リポーツで報告された(2016年8月9日)。

リハビリに使われたのは、VR(仮想現実)と、脳でコントロールする外骨格ロボット。医学的にリハビリが不可能だとされていた8人の患者に対し、最先端テクノロジーを組み合わせるという斬新なリハビリ研究を行ったのは、神経科学者であり、ブレイン・マシン・インターフェース(BMI)の世界的権威、米デューク大学のミゲル・ニコレリス教授率いる研究チーム。

この研究は、ブラジル政府の障がい者支援事業「WAP(ウォーク・アゲイン・プロジェクト)」の一環として行われた。サイエンティフィック・リポーツに掲載されたのは、28ヶ月間(2016年8月時点)かけて進行中の研究において、初期の研究結果で、WAPとしては、初めて公表した臨床論文である。

「我々の患者のように、3~13年もの長い間、下半身まひの状態でいると、脳は、自分の体に足がある感覚や、歩くという概念そのものを忘れはじめます」とニコレリス教授は話す。

それらの記憶を患者の脳から誘発するために、まず行われたのが、VR機器「オキュラスリフト」と、感覚を送ることができる特殊な長袖シャツを使ったリハビリ。患者の頭には、脳波を読み取る装置を付け、“歩く想像”を繰り返し膨らませてもらう。と同時に、オキュラスリフトのVR上には、患者の思考によって自由に動かすことができるアバター(化身)と、歩くことで見えてくる周りの景色が映し出される。

VR上に映し出されるのは、芝生や砂地などの映像。“長袖シャツ”は、それら地面のリアルな感触に近い感覚を患者に送る。すると脳は、自分の足で得た感覚だと錯覚して解釈する。「感触を与えなければ、リアルな感覚を生み出すことはできないのです」とニコレリス教授が言うように、患者の体感を通じて、歩くことを再び脳に覚えさせていくのだ。

VR上で、自分のアバターをコントロールできるようになると、今度は、脳で制御する外骨格ロボットを使って、足を動かすリハビリが行われた。

約1年間かけて行われたリハビリ研究の結果、8人の患者すべてにおいて、足の一部の感覚と筋肉をコントロールする力が戻り、中には運動能力の回復がみられた人もいた。相互作用を持つ複数の刺激を与えることが、下肢にわずかに残っていた神経を目覚めさせる手立てになったのだ。

さらに、このリハビリは、膀胱や腸など、患者の臓器の働きを助長することにも役立っている。緩下剤やカテーテルに頼る人を減少させる上でも、感染症のリスクを減らすという意味でも、今回の成果は画期的な進展といえる。

「今後も、可能なかぎり経過観察していきたい」とニコレリス教授は話す。今回採用されたVR技術とハプティクス(触覚技術)は、医療機関にとって、手の届かないシステムではない。これに似たリハビリが、広く適用される日は近いはずだ。

[TOP動画引用元]https://www.youtube.com/watch?v=jgEXpWDc1Go&feature=youtu.be

(text: 岸 由利子 | Yuriko Kishi)

  • Facebookでシェアする
  • LINEで送る

RECOMMEND あなたへのおすすめ

医療 MEDICAL

人工呼吸器不足が世界を直撃!供給を支える“車”と“掃除機”⁉︎

Yuka Shingai

新型コロナウィルスという未曽有の事態において、日々最前線に立つ医療従事者や医療機関を救うべく、いま、世界中の企業が動き出している。 患者の命綱にもなり得る人工呼吸器の製造・開発に関わる企業の取り組みを2回に渡ってお送りする。

F1チームや自動車メーカー
航空会社が人工呼吸器の製造にジョイン

コロナウィルスの感染拡大が大きく報じられてきた欧州の中でも、ボリス・ジョンソン首相や保健相など、主要な閣僚や担当者の感染が相次いだイギリス。男子ゴルフの全英オープンやウィンブルドン選手権、グランストンベリー・フェスティバルなどスポーツや音楽の大型イベントも開催中止となるなど大きく打撃を受ける中、F1チームが大きな活躍を見せている。

開発拠点を英国に持つレッドブル・レーシング、レーシング・ポイント、ハース、マクラーレン、メルセデス、ルノー、ロキット・ウィリアムズ・レーシングの7つのF1チームから成る「プロジェクト・ピットレーン」が始動し、英政府より要請を受けて人工呼吸器の製造に協力することとなった。

同プロジェクトがフォーカスする3つのワークストリームは、既存の医療機器のリバースエンジニアリング、既存の人工呼吸器の製造サポート、新機器の早急なデザインと製造。ロールスロイス、エアバス、BAEシステムズ、フォード、シーメンスなど14社が加わったコンソーシアム「Ventilator Challenge UK」の一部として、麻酔機器メーカーのPenlonとエンジニアリング企業のスミスグループが製造した既存の人工呼吸器の増産にあたって、1万台の受注を受け、生産がすでにスタートしている。

メルセデスが生産に協力した呼吸器「CPAP」

参加企業であるメルセデスが現在急ピッチで生産を進める機器、「CPAP (Continuous Positive Airway Pressure=持続的気道陽圧)」もそのひとつ。この人工呼吸器は、非侵襲的人口呼吸器と呼ばれるもので、自発呼吸に合わせ、鼻や口につけたマスクから気道を広げるための空気と足りなくなった酸素を持続的に送り込むことで、気道を開き、肺に届く酸素量を増やすものだ。一口に人口呼吸器と言っても呼吸機能の低下レベルにより様々なものがあり、このタイプは、弱いながらも残る患者の呼吸に合わせ空気を送り込むサポートを酸素吸入とともに行うことで換気の改善をする。

そのため、(手術のワンシーンにあるような) 気管にチューブを挿れるなど重篤な換気不全を管理するタイプの呼吸器に比べ、必要な医療スタッフの数や医療的処置の負担も少なくすみ、極めて重篤な患者を管理する集中治療室のベット数も最小限に抑えることができる。またイタリアからはこのCPAPで手当てを受けた患者の約50%が気道確保のための気管挿入などといった侵襲的処置を避けられたという報告も上がっている。

共同開発に携わったメルセデスは、装置の設計図を他メーカーに向けて無償公開する旨を発表、世界中での量産を後押しする一手となっている。

ハイパワー家電のダイソンは
10日で人工呼吸器を完成!

同じくイギリスでは、掃除機や扇風機、ドライヤーなどで知られるダイソンも人工呼吸器の政府の依頼を受け、製造に乗り出した。同社がすでに保持していたデジタルモーター技術をベースにしてわずか10日で完成させた人工呼吸器はベッドに取り付けられる、持ち運び可能なタイプ。
英政府からは1万台の生産受注を受けているが、追加で5,000台(うち1000台は英国内に)を寄贈することを誓約している。

政府及び医薬品・医療製品規制庁のMHRAから生産プロセスの承認を受ける必要がある点が既存製品との相違点だが、デザインの時点でヘルスケア企業やMHRAの識者を巻き込んでいたことから承認のスピードも速くなるだろうというコメントもあり、ダイソンならではのハイパワーをここでも期待したい。

人工呼吸器の不足が世界中で叫ばれるいま、製造業としての知見、ネットワークが最大限に活かされることを願う。

(text: Yuka Shingai)

  • Facebookでシェアする
  • LINEで送る

PICK UP 注目記事

CATEGORY カテゴリー