| Project/Area Number |
22K06419
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 45060:Applied anthropology-related
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| Research Institution | Shizuoka University |
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Principal Investigator |
福元 清剛 静岡大学, 工学部, 助教 (60600129)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2024: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
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| Keywords | 視線 / 視野 / 眼病 / スクリーニング / 眼年齢 / 眼球 / 眼筋筋電位 / 眼筋 / 眼球運動 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では，研究代表者らが開発してきたヒトの視線や注視位置を検出できる装置を応用し，眼筋の筋力低下やバランスの崩れに起因すると考えられる眼病の早期発見を目的とするスクリーニング装置を開発する．視線の動きと，筋電計から得られる眼筋の筋活動とを関連付け，最終的には眼筋の活動を視線のみで計測できるようにする．この研究により，遠隔かつ非接触での眼病のスクリーニングが可能となり，さまざまな視覚障害や眼病の早期発見および早期治療に貢献できると考えられる．
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，申請者らが開発してきたヒトの視線や注視位置を検出できる装置を応用し，眼病の早期発見を目的とするスクリーニング装置の開発を目的とする．緑内障や白内障，加齢黄斑変性は治療によって進行を遅らせることが可能であり，眼球（視線）の動きを日常的にモニタリングすることは眼病の早期発見に重要であると考えられる．そこで，申請者らが開発してきた注視点（視線）検出装置を使用し，被験者の視線の動きから眼病のスクリーニングが可能な装置を開発する．
初年度は，視線（眼球）を動かした際に皮膚上に貼り付けた表面電極から眼筋の筋電をどの程度得られるかを確認したが，針電極のような侵襲的な方法を用いなければ，眼筋の筋電位を正確に測定することは困難であると示唆された．そこで，筋電を介さずに直接，視線の動きのみを計測して眼病との関係を検討することにした．
緑内障や白内障，加齢黄斑変性といった眼病における視野への影響を調査したところ，視野の一部の欠損，視界の滲み，視野の歪みといったさまざま症状が現れることがわかった．このため，被験者にディスプレイ画面上に表示させた視標を注視させた場合，視標を表示させた場所によっては欠けて見えたり，見えなかったりすると考えられる．よって，さまざまな方向に動き，色が変化する視標を被験者に追視させることで，得られた被験者の視線の動きから，どのような動きなら見えているか，どの領域が見えていないかなどの総合的な眼の状態（眼年齢）を計測できると考えられる．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
初年度の研究において，外眼筋の筋電位を測定するためには，針電極のような侵襲的な計測方法を用いる必要があり，皮膚表面に貼り付けた電極での筋電位測定は困難であることが示唆された．そこで今年度は，「視線の動きのみで眼病のスクリーニングが可能な装置を開発」を目的とし，対象者の「眼年齢」を計測するために，眼病によってヒトの視界や視線にどのような影響が現れるかを調査した．
緑内障は，眼圧の上昇によって視神経が傷つき，目から脳への情報伝達が阻害されることで，視野が狭くなる，視野の一部が欠けるといった症状の病気である．病状が進行すると失明の危険性があるため，早期発見・早期治療が重要である．白内障では，加齢により眼球の水晶体が白く濁り，瞳孔から眼球内に入った光が網膜に届きにくくなるため，結果的に視力が低下する，視界が滲む，眩しく感じるなどの症状が現れる．加齢黄斑変性は，加齢により網膜の黄斑（網膜中心部で視細胞が密集している部位）に障害が発生し，視野の中心部分に歪みが生じる，視野の中心が暗くなるといった症状が現れる．白内障や加齢黄斑変性は，いずれも治療により進行を遅らせることが可能であるため，早期発見および早期治療が求められる．
以上のように，眼病の進行に伴って，ヒトの視野にはさまざまな影響が現れる．このことから，本研究室の注視点検出装置を応用し，ディスプレイ画面上に表示させた動きや色の異なる視標を注視させることで，眼病の早期発見が可能ではないかと考えられる．
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| Strategy for Future Research Activity |
以上のように，眼病によってヒトの視界にはさまざまな症状が現れるため，これらの特徴を加味した眼病の早期発見システムが開発できると考えられる．具体的な方法として，被験者にはディスプレイ画面上をさまざまな方向に動いたり，別の場所に移動したりする視標を継続的に注視させる．もしも，視界内に見えにくい領域が存在している場合，被験者の注視が途切れる，視標を見失うといった傾向が見られることが想定される．これにより，緑内障や加齢黄斑変性の兆候を発見できるのではないかと考えられる．また，白内障になると黄色の対象物が見えにくくなることから，上述の視標を継続的に注視させる際に，灰色の背景に対して黄色や赤色といった色の異なる視標を組み合わせることで，白内障も同時に発見できる可能性がある．
また，ある視標を見た際に，片方の視線が違う方向に向く斜視という病気がある．本研究室の注視点検出装置では，眼球の光軸と視軸とのズレを検出できるため，斜視についても同時のスクリーニングができると考えられる．
以上のように，さまざまな方向に動く，位置が変わる，色が変化するといった視標を被験者に追視させることで，被験者の視線の動きか観察でき，どのような動きなら見えているか，どの領域が見えていないかなどの総合的な眼の状態（眼年齢）を計測できると考えられる．
また，表面電極は外眼筋の筋電位測定には不向きであったが，瞬きによる電位の変化を計測できたため，視標注視時における瞬きの影響を除外することに使用できるのではないかと考えている．
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