2021 Fiscal Year Annual Research Report
半側空間無視者の空間動作支援のための注意喚起機能付き視覚バリアフリー機器開発研究
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20H04049
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
田中 敏明 東京大学, 先端科学技術研究センター, 特任研究員 (40248670)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
飯島 勝矢 東京大学, 未来ビジョン研究センター, 教授 (00334384)
加藤 士雄 北海道科学大学, 保健医療学部, 准教授 (40760260)
泉 隆 東海大学, 基盤工学部, 教授 (80193374)
巖淵 守 早稲田大学, 人間科学学術院, 教授 (80335710)
三浦 貴大 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 主任研究員 (80637075)
渡邉 高志 東北大学, 医工学研究科, 教授 (90250696)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 半側空間無視 / バリアフリー機器 / バーチャルリアリティ技術 / 福祉工学 / 注意喚起システム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、申請者が開発した3次元視覚情報呈示装置としてHMD（ヘッドマウントディスプレイ）を用い，これに動的な歩行・ADL動作時支援のための動作のセンシングを無線同期し，かつ，経時的に無視領域へ注意喚起を促すため視覚・聴覚・体性振動感覚による複合感覚フィードバック装置と眼球計測装置を搭載し、遠隔での使用を可能とする空間動作支援のための感覚フィードバックを利用した注意喚起機能付き視覚バリアフリー機器開発研究を実施する．
2021年度は、①本HMDシステムに必要な聴覚，振動によるフィードバックシステムを製作し、かつ、動的条件である日常生活活動に応用可能とするため特に歩行を支援可能とするHMDシステムを構築することを目標とした。結果として、HMDと歩行計測を同期するなかで、視覚認知障害者への注意喚起として、関節運動計測用IMUセンサと振動装置を組み合わせることに成功し、かつ、音声（聴覚刺激）による注意喚起を加えるシステムとした。健常人5名、脳卒中患者1名においては、本フィードバックシステムは振動、聴覚の複合感覚刺激がより注意を促せる結果となった。しかしながら、振動刺激が歩行速度が速い場合、認知しにくい場面もあり、この点を補ううえでHMD上での視覚提示と音声刺激をさらに改良する必要がある。②加えて、HMD使用時の脳機能活動を分析として近赤外分光法（NIRS: nearinfrared spectroscopy）を用いて、HMDを用いた半側空間無視検査時の脳の賦活領域を計測分析した。結果として、脳卒中患者2名の無視障害の局在側と考えられる前頭葉で脳の賦活が健常側と異なり低下していることを明らかとした。
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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
予定していた年度課題を解決したが、被験者データ収集に関して、コロナ感染対策で病院でのデータ収集が減少したため、被験者データが不足していることから。
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| Strategy for Future Research Activity |
遠隔での使用を可能とするHMDシステム構築とその効果検証を実施する。一昨年度、昨年度で開発した3次元HMD，IMUセンシング，感覚フィードバックを同期させた遠隔システムを構築する．本システムをIoT化することにより，静的，動的条件でのADL動作のほとんどの検査訓練支援に使用可能とする．この協力機関病院，患者自宅と大学をネットワークで結び，遠隔での検査を可能とする．評価手法は，本機器3D-HMDを用いて立体物末梢試験においても視覚認知障害者の各個人の3次視覚障害の病態を明らかとする．静的（机上）・動的条件下（歩行、ADL活動）での末梢正答率を計測分析する．なお，定性的・定量的動作分析（四肢体幹関節運動等）を加えてその病態を判定する．次に，病院施設・在宅等での歩行支援として昨年度開発した注意喚起用感覚フィードバックの効果検証を確認する．これにより急性期から慢性期に至る患者データを収集し，さらに本システムの遠隔での使用課題をクリアーする．なお、感覚フィードバック装置付きHMD による歩行・ADL訓練支援の効果検証として，視覚，聴覚，体性振動の感覚刺激の3条件の組み合わせによる動的条件下での改善度を開発した歩行アプリを用いて検証する。なお、空間無視患者で自立した歩行が可能である患者に対しては、HMD の有無での平地歩行および応用動作として階段昇降などを行い，その効果も分析する．
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