MOTOR CONTROL LAB.

国立障害者リハビリテーションセンター研究所

運動機能系障害研究部　神経筋機能障害研究室

神経筋機能障害研究室は、昭和59年の国立障害者リハビリテーションセンター設立時に研究所・運動機能系障害研究部

（当時、矢野英雄部長）の１セクションとして開設された研究室です。初代室長である中澤公孝先生の開室当時からの

研究ミッションを引き継ぎ、ヒトの身体運動のメカニズム解明に関する研究を軸として、再生医療実現を念頭に置いた

脊髄損傷者の歩行機能改善を目指した研究を進めてきました。ラボの沿革は→こちら

研究プロジェクト

ヒトのからだの仕組みの理解および障害や症状の発現メカニズム解明を目的とした基礎研究を推進、

得られた知見をベースとした新しいリハビリテーション方法の開発や症状や病態理解のための新しい

評価手法の開発を進めています。当研究室が進めているプロジェクトの詳細は→こちら

身体の仕組み・障害の特性理解
のための神経科学研究

科学的エビデンスの構築

電気生理計測、脳機能計測・脳画像解析、バイオメカニクス計測、行動計量分析、心理物理手法などの様々な計測・解析技術を駆使して、ヒトのからだの仕組み、障害や病態の発現メカニズムに関する神経科学研究を推進しています。

リハビリテーション領域における新しいものづくり

現場実装を目的とした開発研究

ヒトの身体の仕組み、身体運動のメカニズム、障害の特性に関する研究を通して得られた知見をベースとした仕様策定・設計試作を行い、臨床フィールドでの評価を経て製品化し、現場実装を行うまでの一環プロセスを進めています。

再生医療とリハビリテーション
に関する臨床研究

慢性期脊髄損傷者を対象とした臨床試験

当研究室では、病院再生医療リハビリテーション室との連携のもと、外部再生医療実施機関との共同研究を推進し、再生医療とリハビリテーション実施による脊髄損傷者の身体諸機能の改善効果検証に関する臨床研究を進めています。

ものづくり

当研究室では、ヒトの身体の仕組み、障害の特性に関する研究を通して得られた知見をもとに、
新しいリハビリテーションシステムの開発を進めています。基礎研究の成果を基に設計・試作を行い、
臨床フィールドでの評価を経て製品として現場実装を行うまでのすべてのプロセスを進めています。

脊髄損傷者用長下肢装具
C-FREX（成人モデル）

対麻痺児用長下肢装具

C-FREX（小児モデル）

３指電動義手

Finch

対象：脊髄完全損傷者

脚に完全麻痺をもった脊髄損傷者が「歩く」アクティビティを実現するための長下肢装具です。ユーザーの身体能力と装具の関節機構を駆使することで動力なしでの膝関節動作と円滑な脚の振りだしの実現を目指します（Design：小西哲哉・共同開発：UCHIDA）

対象：脊髄損傷・二分脊椎児

立位・歩行が困難なお子さんのための新しい長下肢装具を開発しています。成長に応じたカスタマイズ、開発リードタイム短縮を実現するために3Dプリンタを積極活用し、歩くことを楽しむ装具の開発を目指しています。（Design：小西哲哉・共同開発：SWANY）

対象：前腕切断者

前腕切断者を対象とした３Dプリント造形による機能義手です。非利き手の機能充足を開発要件として、対向３指構造、フォトリフレクタによる筋隆起検知、安価なモータ制御による直感的な操作性が特徴です。（共同開発：大工大・吉川雅博、販売：ダイヤ工業）

半側空間無視評価ツール
@ATTENTION

重心動揺リアルタイムフィードバック装置BASYS

運動野マッピングツール
TMS Navigation system

対象：半側空間無視（脳卒中）

脳卒中後に生じる高次脳機能障害の一つである『半側空間無視』の評価および症状改善のためのリハビリテーションツール。非接触型視線計測装置とタッチパネル操作によるの行動評価をもとに無視症状や病態の特性把握を行うためのツールです（販売：クレアクト）

対象：姿勢障害

リアルタイムに検知した立位姿勢時の重心動揺を本人の知覚にのぼらないレベルで「増幅／減衰」させることで、立位姿勢調節における随意調節と反射調節のバランスを潜在的かつ合目的的に調整する姿勢リハビリ用プラットフォームです（製造・販売：テック技販）

対象：各種運動機能障害者

経頭蓋磁気刺激によって随意運動指令に関わる運動皮質領域を広範囲に刺激し、刺激コイルの位置と筋の反応（誘発電位）の関係性をリアルタイム解析⇒マップ描出することが可能な計測システムです。研究室・病院での神経機能評価手法として活用しています。

設定可変型車いす
WF01

車いすシミュレーター
SS01

追尾型歩行計測システム
Core-ler

対象：車いす使用者

対象者の身体機能・障害特性に応じた最適な車いすセッティング実現を目指し、主要設定変数を独立に調節できる車いすの開発を進めています。距測センサ、荷重センサを配置し、客観的根拠に基づく設定が可能となるよう検証を進めています（共同開発・RDS）。

対象：車いす使用者

最適な車いす設定を実現することを目的として、駆動動作や座位姿勢に関連する変数を動力制御で自由に変更することが可能なシステムです。駆動時のトルク発揮や動作評価によってユーザーの特性に合った車いす設定の実現を目指します（共同開発：RDS、fuRo）

対象：歩行障害者

計測対象の歩行者を一定距離で追尾しながら深度点群データを取得し、重心位置を基準とした「相対座標空間」での動作計測を実現する歩行評価システムです。現在、プロトタイプ開発を終え、外部連携病院でのデータ蓄積を進めています（共同開発：RDS）

靴型歩行力学計測システム

Picoleaf×IMU

痛みモニタリングツール

イヌ車いす用ステッピング治具

対象：歩行障害者

足型形状に切り出した炭素性複合繊維CFRPプレートに有機圧電フィルムPicoleafをに貼付することで足底部の力学特性を計測。IMUセンサによる足部動作情報との統合解析により歩行評価を行う靴型デバイスです（共同開発：大工大・吉川雅博、村田製作所、RDS）

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対象：歯科治療

歯科治療時の心拍変動、把持力検知によって痛みの程度や心理的圧迫を軽減させることを目的に開発した、施術者‐患者間コミュニケーションデバイスです。お子さんの場合には痛みの程度をアニメキャラクターの表情に変換することで心理的不安の軽減を図ります。

対象：イヌ椎間板ヘルニア症例

普段のお散歩がリハビリに。ヒト脊髄損傷のリハビリ研究のノウハウを動物のリハビリに応用するために、椎間板ヘルニア等による後肢麻痺犬の新しいリハビリツールの開発を目指し、車いすに設置可能なステッピングパーツを3Dプリント造形にて開発しています。

振動による触覚
フィードバックシステム

ハイリアリティ装飾義手

REAL HAND

足関節他動運動装置

対象：感覚障害

指先に設置したセンサから物体への接触タイミングや質感に関する情報を検知し、ヘッドフォン型デバイスの振動子による骨伝導フィードバックを実現します。重度感覚障害をもつ障害者の触覚・知覚を代行するためのデバイスです。（共同開発：名工大・田中由浩）

対象：上肢切断者

自然なふるまいを実現する関節パッシブ機構、アクリル製の爪を備えた外観・質感のリアリティを追求した義手。体肢切断による心理的負担、幻肢痛の軽減を目的として、長期使用による身体への効果検証を行っています（共同開発：大工大・吉川雅博、佐藤技研）

下肢運動麻痺者

足関節動作を動力制御にて実現するリハビリ・評価システムです。左右同位相／逆位相で動作されることが可能す。さらに急峻な背屈動作を耐えることで伸張反射計測も可能となります。足底部にロードセルを配置することで足関節トルクの計測が可能になります。

スタッフ

河島則天（研究室長）

Noritaka KAWASHIMA, Ph.D.

専門分野：神経科学・リハビリテーション科学
2000年より国立障害者リハビリセンター研究所を拠点に研究活動を開始。2005年論博取得後、トロントリハビリテーション研究所在籍を経て、2007年より国立リハでの研究活動を再開

藤尾公哉（研究員）

Kimiya FUJIO, PT, Ph.D.

専門分野：姿勢制御・リハビリテーション科学

2012年より当研究室流動研究員、その後、千葉県立保健福祉大学助教を経て2019年より国立リハビリテーションセンターにて研究活動を開始。姿勢と歩行の神経制御に関する研究に従事

志水宏太郎（流動研究員）

Kotaro SHIMIZU, PT, Ph.D.

専門分野：リハビリテーション科学

札幌医科大学大学院医学研究科修了後、2020年に当研究室流動研究員に着任。臨床現場における簡便・有用な歩行評価を実現するための新しいデバイス開発に関する研究に従事

彦坂幹斗（流動研究員）

Mikito Hikosaka, AT, Ph.D.

専門分野：スポーツ科学・運動制御

中京大学大学院にて博士号（体育学）取得後、2022年より当研究室流動研究員に着任。パラスポーツのパフォーマンス評価・車いすの駆動原理・操作スキルに関する研究、パラアスリートの科学的支援に関する研究に従事

秤谷名鷹（流動研究員）

Nadaka Hakariya, M.S.

専門分野：スポーツ科学

早稲田大学スポーツ科学研究科終了後、2023年6月より当研究室流動研究員着任（東京大学大学院総合文化研究科博士課程在学中）。パラスポーツのパフォーマンス評価・科学的支援に関する研究に従事

愛知諒（病院再生リハ室）

Ryo AICHI, PT, M.S.

専門分野：脊髄損傷、リハビリテーション

星ヶ丘医療センター理学療法士を経て2017年に流動研究員として国立リハビリセンター研究所での研究活動を開始。2020年より病院再生医療リハビリテーション室にて再生医療とリハビリテーションに関する臨床研究を推進

大松聡子（病院再生リハ室）

Satoko Ohmatsu OT, Ph.D.

専門分野：脳卒中、リハビリテーション

村田病院作業療法士を経て2015年に流動研究員として国立リハビリセンター研究所での研究活動を開始。2020年より病院再生医療リハビリテーション室にて再生医療とリハビリテーションに関する臨床研究に従事

島袋尚紀（病院再生リハ室）

Naoki Shimabukuro, PT, BSc

専門分野：脊髄損傷、リハビリテーション

千葉リハビリテーションセンター、神奈川リハビリテーションセンター、星ヶ丘医療センター理学療法士を経て、2022年より病院再生医療リハビリテーション室にて再生医療とリハビリテーションに関する臨床研究を推進

中村和博（病院再生リハ室）

Kazuhiro NAKAMURA, BSc

専門分野：電気生理計測

2020年に臨床検査技師として国立リハビリセンター病院第二診療部に着任（再生医療リハビリテーション室併任）。再生医療とリハビリテーションに関する臨床研究に従事。経頭蓋磁気刺激を用いた神経機能計測・解析を主に担当

大橋勇哉（研究生：D3）

Yuya Ohashi, MSc

研究テーマ：バーチャルリアリティの臨床応用

芝浦工業大学大学院博士課程３年在学中。ヘッドマウントディスプレイを用いた新しいリハビリテーション評価システムの開発、各種計測技術を応用したリハビリテーションシステムの開発に関する研究に従事

横山翔（研究生：M1）

Sho YOKOYAMA

研究テーマ：頸髄損傷者の上肢機能の定量評価と自動車運転支援に関する研究

芝浦工業大学大学院修士課程１年在学中。上肢に麻痺を持つ頸髄損傷者を対象とした肩肘関節協調動作、自動車運転におけるハンドル旋回動作の習得支援に関する研究に従事

山根季京（研究生：B4）

Kikyou YAMANE

研究テーマ：ペン描き動作の評価ツール開発

芝浦工業大学４年在学中。グリップ部分にエラストマー素材の３Dプリント治具を実装した把持力計測デバイスを試作し、書字動作の滑らかさを定量化する評価ツールの開発を推進

共同研究者

Collaboration partner

吉川雅博（大阪工業大学・教授）
田中由浩（名古屋工業大学・教授）
大住倫弘（畿央大学・准教授）
森岡　周（畿央大学・教授）
小西哲哉（exiii design・デザイナー）

共同研究・連携病院

Partner hospital

静岡リハビリ病院、西大和リハビリ病院、摂南総合病院、中伊豆リハビリセンター、北海道脳神経内科病院、愛宕病院、竹川病院、村田病院、総合せき損センター、吉備高原医療リハビリセンター、別府重度障害者センター、中部・東北療護センター

共同開発企業

collaboration pertner

株式会社クレアクト
株式会社テック技販
株式会社RDS
デジタルデザインスタジオ
Dassault systems

論文発表・プレスリリース・学会発表関連

当研究室の研究成果発表、最新の成果、報道関連のニュースです

学会での受賞など

第21回神経理学療法学会優秀賞（愛知諒）
第17回Motor Control研究会若手奨励賞（彦坂幹斗）
第20回神経理学療法学会優秀賞（志水宏太郎）
2022年度バリアフリーシステム開発財団奨励賞（後村圭太）
第26回日本バーチャルリアリティ学会学術奨励賞（大橋勇哉）
第15回 Motor Control研究会 Best Presentation賞（河島則天）
第18回神経理学療法学会優秀賞（高村優作）
第17回神経理学療法学会大会長賞（愛知諒）
第43回高次脳機能障害学会優秀ポスター賞（河島則天）
第22回視覚科学フォーラム優秀発表賞（大松聡子）
第16回神経理学療法学会最優秀賞（愛知諒）
2019年度バリアフリーシステム開発財団奨励賞（大松聡子）
第14回神経理学療法学会優秀賞（高村優作）
2011年度バリアフリーシステム開発財団奨励賞（河島則天）
第５回 Motor Controk研究会優秀発表賞（河島則天）
第３回 Motor Controk研究会優秀発表賞（河島則天）
2005年度計測自動制御学会学術奨励賞（河島則天）
第19回生体生理工学シンポジウム研究奨励賞（河島則天）

論文発表 - Selected publication

Fujii S, et al. A comprehensive multivariate analysis of the center of pressure during quiet standing in patients with Parkinson's disease. J NeuroEng Rehabil. 21:59, 2024
Akaguchi R, et al. Relative contribution of sensory and motor deficits on grip force control in patients with chronic stroke. Clin Neurophysiol. 161: 231-41, 2024
Takamura Y, et al. Interaction between spatial neglect and attention deficit in patients with right hemisphere damage. Cortex 141: 331-346, 2021

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メディア掲載、記事

テレビ東京WBSにて車いすシミュレーターの取り組みが紹介
WOWOW番組「Who I am？」で車いすシミュレーターが紹介
読売新聞夕刊医療面（8/7付）に半側空間無視に関する記事が掲載
WebマガジンHERO-Xに東京五輪トーチリレーに関する記事が掲載
NHK BSヒューマニエンスにて研究内容（脳卒中感覚障害）が紹介
朝日デジタルにて大松聡子の半側空間無視論文の内容紹介が掲載
WebマガジンHERO-Xに室長・河島則天のインタビュー記事が掲載
朝日新聞に再生医療リハビリテーションに関する取り組みが掲載
デザイン誌AXISに当研究室開発のカーボン下肢装具の紹介記事が掲載
日経デザインに当研究室開発の3指電動義手Finchの紹介記事が掲載

C-FREX (Carbon-fiber reinforced exoskeleton)

当研究室が開発した脊髄損傷者用長下肢装具C-FREXのデモンストレーション動画です。C-FREXは脚に完全麻痺をもつ脊髄損傷者が『歩く』アクティビティを実現するための新しい長下肢装具です。ユーザーの身体能力と装具を操る技術を前提としたMinimum assistによって動力なしでの膝関節動作と円滑な脚の振りだしの実現を目指しています。