上肢神経リハビリテーションにおける社会支援ロボット

ランダム化対照試験 (RCT) 縦断的介入研究。 RCT は、治験報告統合基準 (CONSORT) の声明に従って行われます。 この研究では、2 つの介入グループと 1 つの対照グループが存在します。

1. 社会支援ロボット (SAR) 介入グループ。
2. コンピューター介入グループ。
3. 対照群：標準治療。 参加者 最初の脳卒中から 1 年後の亜急性の生存者、45 ～ 85 歳、女性および男性の合計 30 名が、無作為に 3 つの介入グループに割り当てられます。 参加者は、リハビリテーション医学の専門家であるオーレン・バーゼル医学博士によって、アレー・ネゲブリハビリテーションセンターや外来デイケアから募集されます。

手順 研究に募集されるすべての患者は、3 つの介入グループのそれぞれにランダムに割り当てられます。 測定と治療セッションは、アレー ネゲブ リハビリテーション センターのデイケア ユニット内で、ベン グリオン大学 (GCP) の理学療法士と博士課程の学生によって行われます。

すべての患者の評価は 3 つの時点で実施されます: T1: 研究への参加時、無作為化の前。 T2: 15 回の介入セッション後 (5 週間後)。 T3: 介入終了から 1 か月後。 MMSE および FM-UE スコアはスクリーニング ツールとして記録されます。 FM-UE はスクリーニング ツールであり、主要な結果の測定値です。 各時点 (T1、T2、および T3) では、疲労の影響を避けるために、以下に説明する測定を 2 日に分けて実行します。 参加者は合計 21 セッションを受けることになります: 2 セッションの評価セッション、15 セッションの治療セッション、介入終了時の 2 セッションの評価セッション、介入 1 か月後の 2 セッションの評価セッション。

介入プログラム 介入プログラムは、週に 3 回、毎回 1 時間のセッションを 5 週間続ける 15 回の治療セッションで構成されます (全 15 時間の介入)。 私たちが提案する介入は、さまざまなサイズ、形状、重さ、テクスチャ、さまざまな環境（つまり、カップや瓶など）の実際のオブジェクトを使用した、段階的な機能的な RTG ゲームです。 テーブル上の高さや位置が異なります）。 参加者用に選択される RTG ゲームは、研究に含める際にセラピストによって測定された、参加者の上肢の動きと機能的能力に基づいて決定されます。 進行は、低いテーブルから始まり、より高いテーブルに進み、低い重みのオブジェクト (つまり、空の瓶) から始まり、より高い重み (つまり、 e.小麦粉が入った瓶）。 私たちのプログラムは、上肢リハビリテーションの 2 つの重要なパラメーターに基づいています。 1. 練習量 - 脳卒中後の患者は、1 セッションあたり許容できる回数だけ反復を行うことが推奨されています。 2. 単純な反復作業ではなく、困難な作業を練習すると、運動学習とそれに関連する神経再編成が誘発される可能性があります。 最近、認知と腕の運動改善との相関関係が報告されているため、私たちが開発したゲームには、上肢の動きだけでなく認知的側面 (作業記憶など) も含まれています。 各ミーティングでは、参加者は、研究への登録時に測定された能力と疲労度などに基づいて、RTG ゲームの 1 時間のセッションを行います。 患者は疲労を避けるために、次の試験の間に最大 5 分間休憩することができます。 さらに、患者は希望に応じていつでもセッションを停止できます。 私たちの目的は、セラピストとの個別の理学療法セッション以外で患者のモチベーションとパフォーマンスを評価することですが、クリニックや自宅での自己練習中は誰かが患者と一緒にいると想定しています。 したがって、介入研究の治療セッション中、理学療法士または学生が部屋にいます（発生する可能性のある問題を支援するため）。 すべてのセッションは参加者の同意に基づいて撮影および記録されます。

グループ 1: 人型ロボットを使用した上肢機能 RTG ゲーム (「ロボット グループ」)。 この研究で使用されるロボットは、高さ 120 cm の人間のような顔をした市販の人型ロボットである Pepper ロボット (Aldebaran Soft Bank robotics) です (図 1 を参照)。 Pepper は胸にタッチスクリーンタブレットを搭載しています。 参加者はロボットの前に座り、カップや瓶などの実際の物体を使ってロボットと一緒に RTG ゲームをプレイしたり、引き出しを開けたり、棚の上の瓶を注文したりします。 ロボットは、参加者に自分のパフォーマンス、つまり動きの速度と正確さに関するフィードバックを提供します。 ロボットと参加者の間には物理的な接触はありません。 患者が彼のスピーチを理解できるように、ロボットのスピーチの文章をヘブライ語で録音する以外に、研究用にロボットの既製の機能を調整することはありません。 Pepper は、人間のような顔をした既製の人型ロボットです。 声のジェスチャー（患者に話しかけ、トレーニングを続けるよう励ます）、動きのジェスチャー（手をたたく、手を上げるなど）、目の色を変えることによって、患者と対話することができます。

グループ 2: コンピューターを使用した上肢機能 RTG ゲーム (「コンピューター グループ」)。 ゲームは「ROBOT」グループで説明したものと同じです。 このグループでは、カップの写真とパフォーマンスに関するフィードバックが標準のコンピューター画面 (17 インチ) に表示されます。 コンピューターと参加者の間には物理的な接触はありません。

グループ 3: 施設での通常のリハビリテーション プログラム以外は介入せずに経過観察します。

ゲームの例: カップゲーム。 各試行では、ロボットの胸部タブレットに色付きのカップの列が表示されます。 参加者は、画面に表示された画像に従って、対応する実際の物理的なカップのセットをテーブル上に配置する必要があります。 ゲームの難易度には 3 つのレベルがあり、レベル 1 では参加者は 4 つのカップを正しい順序で配置するように求められ、レベル 2 では 5 つのカップが、レベル 3 では 6 つのカップが配置されます。 指示とフィードバックはロボットによって提供されるか、コンピューター画面に表示されるか紙に書かれます。 目的のカップ順の画像は 1 ～ 2 分後に画面から消えます。 コンピューターとロボットのグループでは、タスクを完了するときに、参加者はプッシュ ボタンを押す必要があります。 ロボットとコンピューターのグループでは、各試行の後、ロボットとコンピューターはパフォーマンスに関するフィードバック (例: 「次回はもっと速くできるようにしてください」) または結果に関するフィードバック (例: 「成功しました!」) を返します。 「間違っていましたが、もう一度試してください!」)。 ロボットによって与えられるフィードバックは、口頭と頭と腕のジェスチャーの両方で行われます (例: 手拍子）。 コンピュータによるフィードバックが画面に表示されます。 自主トレーニンググループではフィードバックは与えられません。 基本レベルで 2 回のトライアル (4 カップ)、第 2 レベルでの 4 回のトライアル (5 カップ) の後、参加者は同じレベルを続けるか、より難しいレベルのゲーム (より多くのカップ) に変更するかを選択できます。

A. ゲームの説明と進行

1. カップゲーム: 絵に従ってカップの列を注文します。 進行 1: カップ数: 3 カップから開始し、6 カップまで続けます。 段階 2: テーブルの高さ: 低い位置から開始し、徐々に高くし、さまざまな高さ、さまざまなカップの重さまで続けます。

2. ダーツボード: 絵に従ってダーツボード上でカップを注文します。 進行 1: カップ数: 3 カップから開始して 7 カップまで続けます。

   進行 2: 体の近く (腕の長さ) から開始し、腕の長さよりも長く続けます。 進行 3: テーブルの高さ。 進行 4: カップの重さ。

3. 異なる高さの棚に瓶を注文する：写真に従って。 進行 1: 3 つの瓶を開始し、瓶を追加します。 進行 2: 低い高さから開始し、高い高さとさまざまな高さを続けます。 進行 3: 瓶の重さの違い。
4. 引き出しを開けて、絵に従ってオブジェクトを注文します（記憶ゲーム）。 進行 1: 引き出しの数 - 2 から始めて引き出しを追加します。 進行 2: さまざまな高さの引き出し。 進行 3: さまざまな種類のハンドル (ストレート ハンドル、ラウンド ハンドル) から開始し、キー開口部まで続けます。
5. オブジェクトを取得する（つまり、 キー）を瓶から取り出し、色に従って瓶に入れます（ストループゲーム）。