The Use of Virtual Reality Simulations in Rehabilitation Education.
| Project/Area Number |
21K13647
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 09070:Educational technology-related
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| Research Institution | Hokkaido University of Science |
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Principal Investigator |
加藤 士雄 北海道科学大学, 保健医療学部, 准教授 (40760260)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2023: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
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| Keywords | Virtual Reality / シミュレータ教育 / End-Feel（最終域感） / シミュレーション教育 / リハビリテーション |
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| Outline of Research at the Start |
医療従事者を志望する学生は，病院をはじめとする医療施設にて実習（診療参加型実習）を行う必要がある．医学部生の教育場面では，診療参加型実習の前に診療場面を模擬的に再現して演習講義や自己学習が行われている．模擬的な再現手法としては，コンピュータ制御可能なマネキンを用いる，または健常者が事前に決められた患者像を演じるといったことが行われる．リハビリテーション教育の場面では後者の手法が取られているが，ヒトの身体を動かしたときに感じられる『異常』を再現することができない．そこで，本研究ではVirtual Realityを用いたシミュレータを作成しリハビリテーション教育に導入することを目的として実施する．
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度は昨年度実施したヒトの肘関節を模した単関節のモデルの検証をベースに，ヒトの関節の最終域感（End-Feel）を圧センサやIMUセンサを用いて定量化することが可能かを検証した．今回，計測対象としたEnd-Feelは「①骨同士の接触によるもの（Bone to Bone；以下，BTB）」を肘関節の伸展で，「②軟部組織の伸長によるもの（Tissue Stretch：以下，TS）」を股関節の屈曲（膝関節伸展位の状態），「③軟部組織同士の接触によるもの（Tissue Approximation；以下，TA）」を膝関節の屈曲にて計測した．各End-Feelの計測において，IMUセンサは他動的に関節を動かされるヒト（以下，対象者）の以下の部位に設置した；①BTB：前腕の前面，②TS：大腿側面，③TA：下腿側面．圧センサは他動的に関節を動かすヒト（以下，実施者）の手掌面の4箇所（母指球，小指球の近位部・遠位部）に設置した．計測の結果，BTBとTSに比べ，TAは角速度のピークが終わり，一定の値に近くなる段階で手掌面の圧力が急激に上昇する傾向が見受けられた．また，角速度に着目すると，ピークを越えた後の波形に違いがあることが見られた．計測終了までの角速度センサの出力値を見ると，BTBではEnd Feel到達後の角速度の変化はほとんど見られなかった．一方で，TA.では大きな変動が緩やかに生じ，TSでは細かな変動が高頻度に生じていた．これらのことから，End-FeelをVRで再現する際に圧力の変化パターンを別の感覚にFeedbackすること，視覚的に関節の運動速度を変化させることで再現できる可能性が示唆された．
上記の検証と並行して，VRシミュレータの仕様検討を実施した．半導体価格の高騰・不足もあり，当初予定していたのとは別の方法を用いた振動フィードバックを用いることで検討を進めている．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
昨年度実施したモデルを実際のヒトにより検証を行った．対象とした3つの関節において，圧センサ，角速度センサの出力値に特徴がみられたことから，シミュレータ上でその違いを再現する一つの知見は得られたと考えている．VRシミュレータの開発に関しては，半導体価格の高騰・品不足などもあり，予定していたものよりも進捗は遅れているが，代替案の検討を進めており，次年度早々に開発に向けた動きをとれるようにしている．
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| Strategy for Future Research Activity |
VRシミュレータの開発を進めていく．簡易的なVRコンテンツは既に着手しており，今後は感覚フィードバックに重点を置いた開発を行っていく．また，学生を対象としたシミュレータ運用を行い，検証を実施していく．
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Report
(2 results)
Research Products
(1 results)
