2022 Fiscal Year Research-status Report
New rehabilitation system is pioneered by Mixed Reality
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20K11921
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| Research Institution | Akita Prefectural University |
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Principal Investigator |
寺田 裕樹 秋田県立大学, システム科学技術学部, 准教授 (40360002)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
陳 国躍 秋田県立大学, システム科学技術学部, 教授 (20282014)
猿田 和樹 秋田県立大学, システム科学技術学部, 教授 (80282193)
伊東 嗣功 秋田県立大学, システム科学技術学部, 助教 (30757282)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 複合現実 / リハビリテーション / ヘッドマウントディスプレイ / リハビリテーションマウス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、複合現実（Mixed Reality; MR）を利用して腕などの欠損部分を補完することのできるリハビリテーションシステムを構築し、そのリハビリテーション効果の有効性を評価し、新たなリハビリテーションシステムの開発を目指すものである。これまでに、卓上型上肢リハビリテーションロボット（以降、リハビリマウス）の仮想現実（VR）アプリケーションおよび拡張現実（AR）アプリケーションを構築し、現在、その上肢の機能改善のための新たなリハビリテーションアプリケーションの有効性を評価している。このアプリケーションは、秋田大学医学部と共同研究を締結しており、県内の様々な企業も参画している研究会を基に開発しており、臨床データを元に改良を続けている。
リハビリマウスは慣性モータを組み込んであり、わずかな力で動かすことのできる機器である。このシステムと本研究で開発したアプリケーションを併用することで、より直感的な新しいリハビリテーションシステムとなっている。複合現実の技術を用いて、リハビリマウスを動かす目的先を現実世界に重畳させたり、リハビリマウスの動作軌跡を描いたりなどが実現できた。このアプリケーションを患者に適用するための前段階として、健常者を対象として、アプリケーションを用いた際の酔いの評価およびユーザビリティを評価した。その結果、複合現実は映像酔いもほとんどなく、リハビリテーションアプリケーションのメニューも豊富で、従来のリハビリテーションと比べて、高い興味およびリハビリテーションとしての高いユーザビリティを示した。
現在はさらに、リハビリテーションの効果を定量的に明らかにするため、脳波を検出し深層学習を用いて、従来のリハビリテーションシステムと本研究の新たなリハビリテーションシステムの効果に違いがあるのかなどについて検討している。
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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
本研究では、新たなリハビリテーションシステムとしての複合現実アプリケーションを構築し、健常者を対象として、そのアプリケーションのユーザビリティおよび酔いの評価を実施した。また、実際の患者に適用し、リハビリテーションの効果を定量的に明らかにすることが目的である。昨年度までにおいて、アプリケーションの構築および健常者へ適用し、従来のモニターを利用したアプリケーション、仮想現実（バーチャルリアリティ）を利用したアプリケーションおよび複合現実を利用したアプリケーションの3種において、ユーザビリティおよび酔いの評価を実施した。現在は患者へ適用し、その有効性を確認している。さらに、脳波を用いてその有効性を評価できないかについて検討している。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度は、これまでに構築してきたアプリケーション開発の技術を、欠損部位の表現などにも活用する。さらに、深層学習を用いて筋電位から手の動作を識別させ、現在のリハビリテーションシステムをさらに新しいリハビリテーションシステムとするように進める予定である。
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| Causes of Carryover |
コロナ禍により国際会議で未発表のため。
本年度は国際会議での発表および被験者への謝金に支払う予定である。
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