VRを用いた筋電義手操作プログラムの開発：視覚的付加情報を用いた運動観察の効果

• Project/Area Number: 20K23305
• Research Category: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: 0909:Sports sciences, physical education, health sciences, and related fields
• Research Institution: Kawasaki University of Medical Welfare
• Principal Investigator: 吉村 学 川崎医療福祉大学, リハビリテーション学部, 助教 (10880114)
• Project Period (FY): 2020-09-11 – 2023-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2021)
• Budget Amount: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000); Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
• Keywords: 筋電義手 / Virtual reality / 運動観察 / 運動学習 / 義手 / 近赤外分光装置 / Virtual Reality / VR

Outline of Research at the Start

筋電義手は前腕切断者にとって有用なツールであるが、筋収縮制御の困難さと義手操作の獲得期間の長期化が、利用拡大を阻む一つの要因となっている。そのため、短期間で義手操作の獲得が可能である、Virtual Reality（VR）による運動観察を利用した、新たな筋電義手操作訓練の開発が急務である。
本研究の目的は、VRを用いた運動観察時の視覚的な付加情報（筋電位波形）の追加が、筋収縮制御に与える影響を明らかにし、新たな筋電義手操作訓練を確立することである。本研究において、付加情報を追加した運動観察の有効性が示されれば、筋電義手操作能力の獲得期間の短縮化とパフォーマンスの向上に寄与することが期待される。

Outline of Annual Research Achievements

2021年度は、筋電義手操作時の筋電位情報の提示が義手操作学習に与える影響、ならびにVR運動観察の運動学習の持続効果の検証を目的に実験を行った。対象は健常者24名（各群8名ずつの3群）とし、模擬筋電義手を用いて実施した。被験者はVRのヘッドマウントディスプレイを装着して、①筋電義手操作時の筋電位波形を提示した義手操作動画を運動観察する群、②筋電義手操作時の筋電位波形なしの義手操作動画を運動観察する群、③無関係な動画を観察する群、の3群に分けて検証した。
その結果、筋電位情報の提示の有無は義手操作の学習に影響を与えなかいことが明らかとなったが、VR動画を観察して義手操作の学習をした群（上記①②）が1週間後の操作学習の維持が行えていることが明らかとなった。
現在、上記3条件の運動観察時の脳活動の違いを検証すべく、近赤外分光装置のデータの解析を進めている段階である。今後は近赤外分光装置のデータ解析を進め、2022年9月に開催予定の第56回日本作業療法学会での発表、ならびに国際誌への論文投稿を予定している。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

2021年度中に解析・論文投稿まで終了する予定であったが、近赤外分光装置のデータ解析に時間を要しており、やや遅れているという区分とし、研究期間延長の申請を行った。データ解析終了次第、学会発表ならびに論文投稿を実施する。

Strategy for Future Research Activity

2022年度は、実験データの解析を進め、学会発表および、論文投稿を行う予定である。また、今回の研究結果を発展させ、学術研究助成基金助成金 若手研究の課題（ウェアラブル視線解析装置を用いた義手訓練の開発：視線誘導トレーニングの効果検証）を進めていく。