2020 Fiscal Year Research-status Report
Development of VR learning support system for rehabilitation of stroke patients using sensory interaction
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18K11594
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| Research Institution | Gunma National College of Technology |
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Principal Investigator |
崔 雄 群馬工業高等専門学校, 電子情報工学科, 准教授 (30411242)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
李 亮 立命館大学, 情報理工学部, 准教授 (00609836)
李 鍾昊 公立小松大学, 保健医療学部, 准教授 (40425682)
市村 智康 (大谷智康) 群馬工業高等専門学校, 電子情報工学科, 教授 (60360327)
平社 信人 群馬工業高等専門学校, 機械工学科, 教授 (60540458)
八村 広三郎 立命館大学, 情報理工学部, 授業担当講師 (70124229)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | VR学習支援システム / リハビリ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
VR空間内の感覚相互作用を用いた脳卒中患者のリハビリ向けの学習支援システムの開発を目指す。①視覚・聴覚・触覚刺激を同時に与えるリハビリテーションのために力覚提示装置を用い、負荷運動ができる学習支援システムを開発する。②健常な手で力覚デバイスのグリップを握り、ミラーセラピーを再現する。そのフィードバックによりミラーセラピーのリハビリ効果を高める。③被験者の手をバーチャルハンドにより提示することで身体所有感の回復を促す。
本年度における研究実績の概要は以下のとおりである。
本年度では、手を動かす運動が脳の可塑的変化に効果的であることに着目し、上肢の片麻痺患者に対する視覚と運動の能力を計算論的神経科学の観点から分析し、患者の機能低下状態とリハビリの効果を定量化するVR評価システムの試作を行った。極座標の3つの時空間パラメータに基づいて、上肢のモーター制御の観点から3D空間の2つの平面での円形追跡運動を分析した。 健康な被験者が本研究に参加し、3次元空間の正面または矢状面で回転する円形のターゲット追跡動作の評価を行った。３次元円追跡運動を評価指標から分析し、視覚運動制御システムの相互作用を用いた上肢運動機能のリハビリ向けのVR評価方法を試みした。さらに、3次元視覚刺激の制御と表示を可能にする実験的なVRシステムも開発した。 この研究では、同じ刺激の2Dテクスチャと3Dテクスチャを比較することにより、視覚の複雑さの知覚に対する深度情報の影響を検証した。
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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
リハビリテーションのために力覚提示装置を用い、バーチャル木琴を叩く運動を行うことにより、多感覚刺激を同時に与えるVR学習支援システムを構築した。さらに、手を動かす運動が脳の可塑的変化に効果的であることに着目し、上肢の片麻痺患者に対する視覚と運動の能力を計算論的神経科学の観点から分析し、患者の機能低下状態とリハビリの効果を定量化するVR空間における位置・速度パラメータに基づく３次元円追跡運動の分析ができるVR評価システムの試作を行った。
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| Strategy for Future Research Activity |
①多感覚刺激を同時に与えるリハビリテーションのために力覚提示装置を用い、負荷運動ができる学習支援システムを構築する。②上肢の片麻痺患者に対する視覚と運動の能力を計算論的神経科学の観点から分析し、患者の機能低下状態とリハビリの効果を定量化するVR評価システムを構築する。③評価実験を行い、本システムの有効性を定量的に分析する。
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| Causes of Carryover |
理由：システム構築に必要な装置が、予定以上に安価に押さえられたため。
使用計画：研究成果の発表と評価実験に活用する。
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