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リハビリや高齢者のフレイル対策に!体重の負担を減らして有酸素運動を行なう反重力(空気圧・水中)トレッドミル(ルームランナー・ランニングマシン)




■体重(自重)の負担を減らして有酸素運動を行なうトレッドミル

AlterG anti-gravity treadmill at FIBO

by Health Gauge(画像:Creative Commons)

さまざまな方法で体重(自重)の負担を減らして有酸素運動を行なうトレッドミルについて取り上げてみたいと思います。

トレッドミルとは、ルームランナーやランニングマシンとも呼ばれる、屋内でランニングやウォーキングなどの有酸素運動を行なうトレーニングマシンですが、一つ問題があります。

それは、下肢への負担がかかることです。

そこで開発されているのが、体重(自重)の負担を減らして有酸素運動を行なうトレッドミルです。

自重の負担を軽減することによって、術後のリハビリを行いたい方や高齢者(フレイルの段階で対策を行ないたい方)の方、過体重のために運動すると膝や腰などを痛めてしまう恐れがある方などが有酸素運動を行なうことができるようになります。

体重の負担を減らす方法としては、空気圧を活用して体を浮かせた状態で行うものと水の中で体を浮かせる状態で行うものがあります。

■空気圧を活用した反重力トレッドミル

以前テレビでメジャー時代の斎藤隆投手が球団より足腰を鍛えるジョギングをする際に、下肢の重力を取り除いてランニング・リハビリを行なうように指示された映像を覚えています。

空気圧によって体を持ち上げることによって、下半身にかかる負担を抑えられ、また、転倒リスクを防止することもできます。

AlterG社のG-Trainer™はNASAのテクノロジーを活用して作られています。

宇宙では、骨損失と筋肉萎縮を防ぐために、宇宙飛行士はハーネスシステムのトレッドミルで運動していましたが、空気圧を活用したものに改良したものがG-Trainer™です。

‘Anti-Gravity’ Treadmills Speed Rehabilitation|NASA

Whatever the cause of an injury, rehabilitation can be painful, and patients often alter their gait, stride length, or body position to over-compensate for the pain. The G-Trainer reduces the effect of gravity and weight, which makes it more comfortable for a patient to focus on a normal, correct gait instead of worrying about more injury and pain. This allows patients to develop good habits and condition their muscles while their bodies are still healing.

リハビリにおいては苦痛を伴うものであり、患者はその痛みを補うために、歩き方や歩幅、体の位置を変更してしまいます。

リハビリの際にケガや痛みをかばうことで、正しい歩行ができなくなってしまう恐れがあると考えられます。

#錦織圭 選手のコンディショニング戦略(栄養管理・ピリオダイゼーション・ケガの予防)|#テニスで紹介したパーソナル・トレーナーの中尾公一さんによれば、ケガの予防には「アライメント(姿勢)」「正しい動き」「それを維持する筋力」の3つの点へ注意する必要があるそうです。

骨の位置がそれぞれ正しい位置にあり、正しい動きができ、それを維持できれば、事故的なケースを除いて、ほとんどのケガを防ぐことができるそうです。

そこで、重力と体重の影響を軽減することにより、ケガや痛みの心配を減らすことによって、より正しいリハビリができるようになることが期待されます。

AlterG – Running, Injury and Rehab Equipment|YouTube

【参考リンク】




■水中トレッドミル

水中トレッドミルは、水によって体を浮かせることによって、下肢への負担を軽減し、トレーニングやリハビリを行なうことができます。

ただ気になる点があるとすれば、傷がある場合や手術後のリハビリの場合のように、傷口などからの感染症リスクがあるためその場合には使用が難しいのではないかという点と全身に水の負荷がかかるためフォームが崩れる可能性がないのか、水によるという点です。

Underwater treadmill|YouTube

Underwater Treadmill|The University of Maine|YouTube

Underwater Treadmill

【参考リンク】

■まとめ

75歳以上同士の「老老介護」初の30%超|65歳以上同士の「老老介護」は過去最高54%に|平成28年国民生活基礎調査によれば、介護をする側と介護を受ける側の両方が高齢者の組み合わせである「老老介護」が話題になっていますが、平成28年国民生活基礎調査で発表された、同居の主な介護者と要介護者等の組合せを年齢階級別にみると、60歳以上同士70.3%、65歳以上同士54.7%、75歳以上同士30.2%となっており、また年次推移でみると、上昇傾向にあるのがわかります。

「フレイル(高齢者の虚弱)」の段階で対策を行ない、要介護状態の高齢者を減らそう!で紹介した平成28年国民生活基礎調査によれば、要介護度別にみた介護が必要となった主な原因として「高齢による衰弱」(16.2%)になっています。

高齢者は健康な状態から急に要介護状態になるわけではなく、食欲の低下や活動量の低下(社会交流の減少)、筋力低下、認知機能低下、多くの病気をかかえるといった加齢に伴う変化があり、低栄養、転倒、サルコペニア、尿失禁、軽度認知障害(MCI)といった危険な加齢の兆候(老年症候群)が現れ、要介護状態になると考えられます。

しかし、フレイルの段階で、適切な介入・支援を行なうことができれば、要介護状態に至らず、生活機能の維持・向上が期待できると考えられます。

例えば、介護施設で「パワーリハビリ」を導入 約8割に介護度を改善したり重症化を防ぐ効果|弘前によれば、弘前市内の介護施設が専用マシンで筋力アップのトレーニングを行う「パワーリハビリ」を取り入れたところ、約8割の人に介護度を改善したり重症化を防ぐ効果があったそうです。

今回紹介した空気圧を活用したトレッドミルや水中トレッドミルのように体への負担を軽減しながら有酸素運動ができるマシンを活用すれば、高齢者が要介護状態に至らず、生活機能の維持・向上が期待できるのではないでしょうか。







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変形性股関節症の進行に姿勢の悪化(立っている時の脊柱の傾き)と脊柱の柔軟性低下が影響|#京大




■変形性股関節症の進行に姿勢の悪化(立っている時の脊柱の傾き)と脊柱の柔軟性低下が影響|#京大

股関節の機能障害(可動域・筋力の低下、疼痛)よりも立位での脊柱前傾変位・脊柱の柔軟性低下が変形性股関節症の進行の重要な要因である
股関節の機能障害(可動域・筋力の低下、疼痛)よりも立位での脊柱前傾変位・脊柱の柔軟性低下が変形性股関節症の進行の重要な要因である

参考画像:姿勢の悪化と脊柱の柔軟性低下が変形性股関節症の進行に影響(2017/12/26、京都大学プレスリリース)|スクリーンショット

これまでに歩行における一日の股関節への負荷総量が変形性股関節症の進行に関わる要因であることを明らかにしてきましたが、建内 宏重 京都大学大学院医学研究科助教、市橋 則明 同研究科教授らの研究グループによる研究によれば、股関節の関節可動域制限や筋力低下など股関節自体の問題よりも、姿勢の悪化(立っている時の脊柱の傾き)と脊柱の柔軟性低下が歩行時の負荷に関わらず重要な要因であることがわかったそうです。




■まとめ

変形性股関節症は、股関節の痛みや可動範囲の制限、筋力低下などの症状がでる疾患です。歩行や立ち座りなどの運動機能や生活の質にも大きな悪影響を与えます。女性に多い疾患であることが知られており、日本では約 120 万から 420 万人の患者さんがいるとされています。

変形性股関節症は慢性進行性の疾患であるため、その進行予防は極めて重要な課題です。現在まで、骨形態の異常や遺伝的要素、年齢(加齢)、性別(女性)など複数の要因が疾患進行に関わることが明らかになっています。これらの要因はリハビリテーションなどの運動によって変化させることができない要因です。そのため、変形性股関節症の進行予防を目的としたリハビリテーションのターゲットを明確にすることができず、どのような運動が有効か不明でした。

今回の研究によれば、立っている時の姿勢や脊柱の柔軟性が変形性股関節症の進行に関わる重要な要因であることから、立っている姿勢における脊柱の傾きや脊柱の柔軟性の低下を評価することにより、リスクが高い患者を特定することが期待されます。

現在はまだリハビリテーションによって変形性股関節症の進行を抑制できるという十分なエビデンスは存在しませんが、立位姿勢や脊柱の柔軟性は理学療法士の適切な指導のもと医療機関や自宅での運動によって変化させることが可能です。今

現状ではリハビリによって変形性股関節症の進行を抑制できるという十分なエビデンスは存在しないものの、立っている姿勢や脊柱の柔軟性の改善によって変形性股関節症の進行予防ができるというデータが集まれば、新たなリハビリの開発につながることが期待されます。







【参考リンク】
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遠隔リハビリアプリ「Regain」|理学療法士と腰痛など身体に不調を持つユーザーをマッチング|メインターゲットは企業

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■遠隔リハビリアプリ「Regain」|理学療法士と腰痛など身体に不調を持つユーザーをマッチング|メインターゲットは企業

スマホで腰痛改善・リハビリ相談「リゲイン」
スマホで腰痛改善・リハビリ相談「リゲイン」

参考画像:スマホで腰痛改善・リハビリ相談「リゲイン」|スクリーンショット

遠隔で腰痛などを治せるリハビリアプリ「Regain」–ヤマト運輸やフジクラが採用

(2017/2/8、cnet japan)

使い方としては、アプリを起動して身体の痛いところを選択。痛みの強さや、どんな時に痛むのか、また運動習慣などの質問に答えると、自身の症状に合った複数人の理学療法士とマッチングされる。顔写真や資格取得年、他のユーザーによるレーティングスコアなどを確認して希望の理学療法士を選ぶと、チャットやビデオ通話で適切な指導を受けられるという。

遠隔リハビリアプリ「Regain」は、腰痛肩こり首の痛みなど身体に不調を持つユーザーが理学療法士にチャットやビデオ通話で症状に相談したり、セルフケアのための動画を視聴することができるそうです。

Regain リゲイン -理学療法士とライブビデオ通話でカラダの痛みを改善-|itunes App Store

Regain リゲイン -理学療法士とライブビデオ通話でカラダの痛みを改善-|itunes App Store
Regain リゲイン -理学療法士とライブビデオ通話でカラダの痛みを改善-|itunes App Store




■メインターゲットは企業|健康経営

このアプリのメインターゲットは法人なのだそうです。

ヤマト運輸やフジクラなど導入企業は1万人を超える大手企業が中心だが、これらの企業には共通点があると渡辺氏は話す。それは全国に工場や拠点を持っており、そこに勤務する従業員の腰痛などによる医療負担が大きいことだ。あるメーカーでは、月に数千件の請求書が整骨院から届き、月間数億円を支払っているという。

日本人の自覚症状の第一位は「腰痛」|人口の約9%が腰痛症状を持っている!?で紹介した国民生活基礎調査(2013年)によれば、日本人の自覚症状の第一位は「腰痛」なのだそうで、人口の約9%が腰痛症状を持っているそうです。

腰痛で苦しむ人が実践すべき5カ条

(2016/1/10、ZUU)

順天堂大学の伊藤弘明氏の試算では、職場で発症した腰痛(職業性腰痛)の直接医療費は2011年度で821億円となっている。

腰痛による医療費は800億円を超えるそうです。

ただ、この数字は直接的なものだけで、腰痛によって生産性が下がることを含めると、その数字はもっと多いなものになると予測されます。

これは医療費だけの話であり、腰痛で仕事を休んだり辞めたりしたことによる労働生産力の損失まで含めると、途方もない金額となるはずだ。アメリカでは年間800億ドルもの労働生産力が腰痛のために失われているという試算があり、腰痛は国家的問題だということがここから理解できる。

健康と生産性の関係|出勤していても体調不良を感じている社員は労働生産性が下がっているによれば、治療にかかる医療費や欠勤による損失よりも、業務遂行障害(プレゼンティーイズム)による損失が大きなコストになっているようです。

ダウ・ケミカルにおける慢性疾患によるコスト
ダウ・ケミカルにおける慢性疾患によるコスト

グラフには、最も医療コストがかかる10大慢性疾患に対する社員一人あたりの平均支出が表されている。

医療、欠勤(アブセンティーイズム)、業務遂行障害(プレゼンティーイズム)の三つのコストのうち、治療にかかる医療費や欠勤による損失よりも、プレゼンティーイズムによる損失が大きなコストになっていることがわかる。

【補足】アブセンティーイズムとプレゼンティーイズムとは

米国でよく比較対照に使われる「アブセンティーイズム」と「プレゼンティーイズム」に注目したい。

前者は疾病により欠勤している状態であり、後者は出社こそしているものの、何らかの疾病で業務遂行に障害が起き、労働生産性が下がっている状態をいう。

この結果によれば、出勤していても体調不良を感じている社員は労働生産性が下がっており、それが企業の生産性損失コストの多くを占めているようです。

つまり、腰痛などの体の不調を解消することは、個人の健康のためになるだけではなく、企業にとっても重要なことであるため、こうしたサービスへの需要は大きいのではないでしょうか。

→ 腰痛の原因・治療・予防 について詳しくはこちら







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脳卒中患者の手指のまひを改善するリハビリ用ロボ「SMOVE」の開発|九大研究グループ

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■脳卒中患者の手指のまひを改善するリハビリ用ロボ「SMOVE」の開発|九大研究グループ

Kyushu University, Department of Mechanical Engineering, Faculty of Engineering System Engineering Lab
Kyushu University, Department of Mechanical Engineering, Faculty of Engineering System Engineering Lab

参考画像:Kyushu University, Department of Mechanical Engineering, Faculty of Engineering System Engineering Lab|スクリーンショット

脳血流連動で手指リハビリ、九大研究グループがロボ開発

(2017/1/5、読売新聞)

研究グループは、体を動かす命令を出した際に脳に生じる血流の変化が、まひで体を動かせない患者でも起きることに着目。頭に装着するだけで脳内のヘモグロビン量を測定できる簡便な検査装置を用い、独自に開発した手指のリハビリ機器をコンピューターで連動して動かすシステムを考案した。

無線で「力」を伝える「フォーストランシーバー」を開発 医療介護提供者の負担軽減に役立つ期待|慶応大によれば、慶應大学の研究チームは、無線によって2台の装置間で「力」を瞬時に伝える通信機「フォーストランシーバー(無線による携帯型力触覚通信機)」を開発したそうで、脳梗塞などで手を思うように動かせなくなった患者のリハビリに使えば、理学療法士が離れた場所から手や腕の動きを助けることにも活用できる可能性があることを紹介しましたが、九州大学医学部、工学部などの共同研究グループは、体を動かす命令を出した時に脳に生じる血流の変化が脳卒中によるまひで体を動かせない患者でも起きることに着目し、手指のまひを改善するリハビリ用ロボット「SMOVE」の開発を進めているそうです。

<リハビリ・ロボットの仕組み>

手を握ると想像する

→ヘモグロビンの量を測定する

→コンピュータを介して信号を送る

→手指のリハビリ機器が動く

→ 脳卒中の前兆・原因・予防 について詳しくはこちら

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■まとめ

今回の研究は脳卒中患者の手指のまひを改善するリハビリを目的としていますが、この仕組みを用いれば、遠くに離れたロボを動かすことできることで様々な用途で活用できるようになるかもしれません。

舌で車いすやパソコン操作する方法を開発|米ジョージア工科大では、舌でパソコンや車いすを操作する方法や声を出したり、顎を動かしたりして車いすを操作する技術や息でパソコンが操作できる技術を紹介して、これらの技術がユーザーインターフェース(UI)として活用されるのではないかと書きましたが、今回紹介した仕組みもその可能性があるのではないでしょうか。

A hand exoskeleton robot for rehabilitation using a three-layered sliding spring mechanism

Body image transferable microsurgical robot

→ 脳卒中の前兆・原因・予防 について詳しくはこちら







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脳卒中患者の神経回路の修復を促すBMI(ブレインマシンインターフェース)リハビリ機器の製品化に向けた医師主導治験を始め、3年後の発売を目指す|#慶応大学 #パナソニック

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by U.S. Department of Agriculture(画像:Creative Commons)

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■脳卒中患者の神経回路の修復を促すリハビリ機器の製品化に向けた医師主導治験を始め、3年後の発売を目指す|慶応大学・パナソニック

脳卒中まひ新治療…神経回路修復するリハビリ機器、3年後発売目指す

(2017/1/23、読売新聞)

慶応大学の里宇明元(りうめいげん)教授(リハビリテーション医学)と牛場潤一准教授(理工学)らのチームは、手の指を伸ばそうと考えた時の脳波の変化を解析。頭に着けたセンサーがこの変化を検出すると、機械が指を伸ばし、同時に腕に電気刺激を加える機器を開発した。脳波と連動した動作や電気刺激を繰り返すことで、神経回路の修復が促される。

慶應義塾大学の里宇明元教授らのチームは、脳波の変化をセンサーで読み取って、まひした指を機械で伸ばし、同時に腕に電気刺激を加えることを繰り返すことで、脳卒中患者の神経回路の修復を促すBMI(Brain-Machine Interface)リハビリテーションシステムを開発しています。

今後は、装置の製品化に向け、慶応大学とパナソニックが医師主導治験を3月にも始め、3年後の発売を目指すそうです。




■BMIリハビリテーションシステムが開発された背景

参考画像:質の高い新たな治療を実現する医療機器の医師主導治験を支援―「医療機器開発推進事業」で3件の新規課題を採択―(2016/3/14、国立研究開発法人日本医療研究開発機構)|スクリーンショット

質の高い新たな治療を実現する医療機器の医師主導治験を支援―「医療機器開発推進事業」で3件の新規課題を採択―

(2016/3/14、国立研究開発法人日本医療研究開発機構)

患者数が約350万人に上る脳卒中は、上肢が実用レベルまで回復する割合は15~20%に留まっています。現状、手指伸筋活動もみられない重度麻痺患者に対しては、有効な治療法は存在せず、従来のリハビリテーションでは、 麻痺手の回復そのものを指向した治療よりも、利手交換、片手動作の習得等の代償的治療が中心になっていました。

現在のところ、重度のまひ患者においては、有効な治療法がなく、麻痺した手そのものの治療よりも利き手を変える、片手の動作を覚えるといった治療が中心となっていたそうです。

■まとめ

脳卒中患者のリハビリに関するテクノロジーが進んでいますので、今後は麻痺した手の治療もできるように変わっていくのではないでしょうか。

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