手関節屈曲を筋電義手への統合で機能的変化を評価する

科学分野:

• 生物医学工学
• リハビリテーション科学
• 義肢装具学

背景:

• 前腕切断者は、現在の義肢装具で機能的制限に直面することが多い。
• 高度な義手関節は、より自然な手と手関節の動きを回復することを目的としています。
• 義手関節における追加の自由度（DOF）の機能的影響を評価することは、技術的進歩にとって重要である。

研究 の 目的:

• 前腕切断者における2自由度（2DOF）義手関節と単一自由度（1DOF）システムの機能的パフォーマンスを比較すること。
• 手関節の回転（1DOF）に手関節の屈曲/伸展（2DOF）を追加することが、機能的結果を向上させるか、損なうかを評価すること。
• 多自由度（DOF）義手関節システムのユーザビリティと有効性に関する洞察を提供すること。

主な方法:

• 前腕切断者5名を対象に、カスタム2自由度（DOF）義手関節システムを装着して評価した。
• 参加者は、1DOF（回転のみ）および2DOF（回転と屈曲/伸展）の2つの条件で標準化された機能評価を実施した。
• 結果指標には、サウサンプトンハンド評価手順（SHAP）、ボックス・アンド・ブロックス・テスト（BBT）、イェブセン・テイラーハンド機能テスト（JTHFT）などが含まれた。

主要な成果:

• 1自由度（1DOF）および2自由度（2DOF）の義手関節条件間で、テストされたすべての結果指標において、機能的パフォーマンスに統計的に有意な差は観察されなかった。
• 2DOFシステムの潜在的な設計上の課題（例：長さ、質量、制御の複雑さの増加）にもかかわらず、機能的パフォーマンスの低下にはつながらなかった。
• 個々の機能評価スコアでは、2番目の自由度の追加による悪影響は見られなかった。

結論:

• 義手関節システムへの2番目の自由度（手関節の屈曲/伸展）の追加は、前腕切断者の機能的パフォーマンスに悪影響を与えなかった。
• これは、より複雑な多自由度（DOF）義手システムが、ユーザーの機能を損なうことなく開発および実装できることを示唆している。
• 本研究結果は、運動能力が向上した上肢義肢の継続的な開発を支持するものである。