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2012 Fiscal Year Research-status Report

人工網膜のための視覚リハビリテーションの研究

Research Project

Project/Area Number 24700529
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

神田 寛行  大阪大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (50570248)

Project Period (FY) 2012-04-01 – 2015-03-31
Keywords人工視覚
Research Abstract

人工網膜は網膜色素変性で重度視覚障害に至った患者に対して、人工的に視覚を再建することを目的とした埋込型医療機器である。現在の医療では本疾患に対する有効な治療法が確立されていないため、本医療機器は未来の失明治療として期待されている。
これまでの人工網膜の臨床試験の結果から、人工網膜で得られる視覚は健常者の視覚と異なることが明らかになっている。そのため、人工網膜の視覚に適応するための視覚リハビリテーションが今後必要となると考えられる。
当該年度、申請者はタッチパネルディスプレイとパソコンを組み合わせた視覚リハビリテーションシステムを試作した。これはタッチパネルディスプレイ上に正方形の視標をランダムに呈示する装置である。被検者が視標位置を正確にタッチすると正解の音声が出力され、誤った位置をタッチするとその距離や位置に応じて音声を出力する(例「右」、「左」など)。この音声がフィードバックとなり、この試行を繰り返すことでリハビリテーション効果が得られると考えた。
人工網膜のシミュレーションとして、市販の視覚代行機器(オーデコ)を用いた。これは人工網膜同様に頭部に設置されたカメラで外界の画像を取得して、その映像を基に額に設置した多極電極で電気刺激を行なうことで疑似触覚を発生させ、前方の障害物を認識させるシステムである。取得する画像に眼球運動が反映されない点や画像の拡大率が被検者の予想と異なる点が人工網膜に類似している。
検証実験としてオーデコ装着状態で視覚リハビリテーションを100試行繰り返した。実験の結果、音声フィードバックを行なったときは音声フィードバックなしに比べて有意に正答率が上昇した。視標の呈示位置と被検者のタッチ位置の関係を調べると、音声フィードバックを行なわない場合は視標よりも右下方をタッチする傾向にあったが、音声フィードバックを行なうことでそのずれが補正された。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

計画では視覚代行機器を用いて人工視覚向け視覚リハビリテーションを検討行なうことを予定していた。タッチパネルディスプレイとPCを組み合わせて視覚リハビリテーションシステムを試作できた。このシステムの特許を出願した。また、視覚代行機器「オーデコ」を使って視覚リハビリテーションの検証を行ない、音声フィードバックの効果を示すことができた。このように当初の計画をおおむね達成できたと考えている。

Strategy for Future Research Activity

まず、より効率的な視覚リハビリテーションを開発するために音声フィードバックの手法をさらに改良することを計画している。具体的には、視標位置とタッチ位置との距離に応じて音声のトーンを変化させる等などが考えられる。様々な方法の音声フィードバックを検証し最適なフィードバックの手法について検討する。さらに、触覚フィードバックの効果についても検証する。
当該年度は市販の視覚代行機器を人工網膜のシミュレーションとして用いていたが、より人工網膜システムの状態に近い方法での実験を行なうために、次年度は人工網膜シミュレーターを開発する。人工網膜シミュレーターは小型カメラとノートPCとヘッドマウントディスプレイと画像処理ソフトを組み合わせたシステムで、カメラで捉えた映像をノートPCで画像処理を加え光の点の集合体としてヘッドマウントディスプレイに表示する。人工網膜で得られる視覚は「光の点の集合体として外界の画像が知覚される」という特徴を有するが、このシステムはこれに近い状態を再現する。
事前の研究で得られた視覚リハビリテーションが人工網膜シミュレーターでも同様に効果が得られるか検証を行なう。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

次年度開発予定の人工網膜シミュレーター試作に必要なカメラ、ノートPC、ヘッドマウントディスプレイの購入に研究費を充当する。また、画像処理ソフトの購入を行なう。本試作に必要な実験消耗品や電子部品の購入を行なう。
被検者を対象に行なう検証実験を行なうにあたり、被検者として参加していただくボランティアに対して謝金を支払う必要がある。そこで当研究費を謝金の支払いにも使用する予定である。
そのほか研究発表あるいは人工視覚関連の情報収集のための出張費や文献購入にも当研究費を使用する。

  • Research Products

    (33 results)

All 2013 2012 Other

All Journal Article (14 results) (of which Peer Reviewed: 10 results) Presentation (18 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Optical imaging of retina in response to grating stimuli in cats.2013

    • Author(s)
      Hirohara Y, Mihashi T, Kanda H, Morimoto T, Miyoshi T, Wolffsohn JS, Fujikado T
    • Journal Title

      Exp Eye Res

      Volume: 109C Pages: 1-7

    • DOI

      doi: 10.1016/j.exer.2013.01.007

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 赤外線透過フィルターと両眼波面センサーを用いた輻湊性調節(CA/C比)の測定2013

    • Author(s)
      神田 寛行、三橋 俊文、山口 達夫、森本 壮、西田 幸二、不二門 尚
    • Journal Title

      眼科臨床紀要

      Volume: 6(1) Pages: 58-63

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 人工網膜の動向2013

    • Author(s)
      神田 寛行、不二門 尚
    • Journal Title

      眼科

      Volume: 55(1) Pages: 53-59

  • [Journal Article] Berkeley Rudimentary Vision Test(BRVT)を用いた超低視力の定量化の試み2013

    • Author(s)
      中村 美紗子、不二門 尚、阿曽沼 早苗、遠藤 高生、神田 寛行、森本 壮、西田 幸二
    • Journal Title

      眼科臨床紀要

      Volume: 6(1) Pages: 49-54

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Serial measurements of accommodation by open-field Hartmann-Shack wavefront aberrometer in eyes with accommodative spasm.2012

    • Author(s)
      Kanda H, Mihashi T, Morimoto T, Nishida K, Fujikado T
    • Journal Title

      Jpn J Ophthalmol

      Volume: 56(6) Pages: 617-623

    • DOI

      10.1007/s10384-012-0187-7

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 人工臓器 最近の進歩 感覚系における人工臓器 人工網膜2012

    • Author(s)
      神田 寛行、不二門 尚
    • Journal Title

      人工臓器

      Volume: 41(3) Pages: 202-206

  • [Journal Article] 【Vision-new perspectives】 人工網膜2012

    • Author(s)
      神田 寛行、不二門 尚
    • Journal Title

      Clinical Neuroscience

      Volume: 30(8) Pages: 950-952

  • [Journal Article] ニューロサイエンスの最新情報 人工網膜2012

    • Author(s)
      神田 寛行、不二門 尚
    • Journal Title

      Clinical Neuroscience

      Volume: 30(5) Pages: 592-595

  • [Journal Article] 超低視力の定量化 コンピュータディスプレイを用いた検討2012

    • Author(s)
      遠藤 高生、不二門 尚、神田 寛行、森本 壮、西田 幸二
    • Journal Title

      視覚の科学

      Volume: 33(4) Pages: 147-151

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Smart electrode array device with CMOS multi-chip architecture for neural interface2012

    • Author(s)
      Noda T, Sasagawa K, Toukda T, Terasawa Y, Tashiro H, Kanda H, Fujikado T, Ohta J
    • Journal Title

      ELECTRONICS LETTERS

      Volume: 48(21) Pages: 1328-1329

    • DOI

      10.1049/el.2012.2784

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Adaptive optics dioptric scanning ophthalmoscope with a wider field of view similar to those of normal ophthalmoscopes.2012

    • Author(s)
      Yamaguchi T, Mihashi T, Kitaguchi Y, Kanda H, Morimoto T, Fujikado T
    • Journal Title

      Opt Lett

      Volume: 37(13) Pages: 2496-2498

    • DOI

      10.1364/OL.37.002496

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 実験的不同視における両眼の調節について 両眼波面センサーによる検討2012

    • Author(s)
      松田 卓爾、神田 寛行、阿曽沼 早苗、三橋 俊文、小林 真理子、森本 壮、西田 幸二、不二門 尚
    • Journal Title

      眼科臨床紀要

      Volume: 5(6) Pages: 542-548

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Transcorneal electrical stimulation promotes survival of photoreceptors and improves retinal function in rhodopsin P347L transgenic rabbits.2012

    • Author(s)
      Morimoto T, Kanda H, Kondo M, Terasaki H, Nishida K, Fujikado T
    • Journal Title

      Invest Ophthalmol Vis Sci

      Volume: 53(7) Pages: 4254-4261

    • DOI

      10.1167/iovs.11-9067

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Clinical Trial of Chronic Implantation of Suprachoroidal-Transretinal Stimulation System for Retinal Prosthesis2012

    • Author(s)
      Fujikado T, Kamei M, Sakaguchi H, Kanda H, Morimoto T, Ikuno Y, Nishida K, Kishima H, Maruo T, Sawai H, Miyoshi T, Osawa K, Ozawa M
    • Journal Title

      SENSORS AND MATERIALS

      Volume: 24(4) Pages: 181-187

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Evaluation of safety of porous surface electrodes for STS Retinal prosthesis2013

    • Author(s)
      Hiroyuki Kanda, Takeshi Morimoto, Yasuo Terasawa, Yukari Nakano, Kohji Nishida, Takashi Fujikado
    • Organizer
      TheAssociation for Research in Vision and Ophthalmology2013
    • Place of Presentation
      Seattle, USA
    • Year and Date
      20130505-20130509
  • [Presentation] 超低視力者における到達運動のLocalization testによる評価2013

    • Author(s)
      遠藤 高生、不二門 尚、神田 寛行、森本 壮、北澤 茂、西田 幸二
    • Organizer
      第117回日本眼科学会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      20130404-20130404
  • [Presentation] 近赤外ハイパースペクトル眼底カメラを用いた眼底の酸素飽和度測定2012

    • Author(s)
      雑賀 誠、神田 寛行、三好 智満、不二門 尚、広原 陽子、三橋 俊文
    • Organizer
      第48回日本眼光学学会総会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      20120901-20120902
  • [Presentation] Low vision患者の視力測定2012

    • Author(s)
      遠藤 高生、不二門 尚、神田 寛行、森本 壮、西田 幸二
    • Organizer
      第48回日本眼光学学会総会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      20120901-20120902
  • [Presentation] Berkeley Rudimentary Vision Test(BRVT)を用いた超低視力の定量化の試み2012

    • Author(s)
      中村 美紗子、不二門 尚、阿曽沼 早苗、神田 寛行、森本 壮、西田 幸二
    • Organizer
      第68回日本弱視斜視学会
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      20120629-20120630
  • [Presentation] Evaluation of Electrochemically Treated Bulk Electrodes for STS Retinal Prosthesis by Retinal Optical Imaging2012

    • Author(s)
      Kanda Hiroyuki, Morimoto Takeshi, Miyoshi Tomomitsu, Hirohara Yoko, Mihashi Toshifumi, Terasawa Yasuo, Osawa Kohji, Nishida Kohji, Fujikado Takashi
    • Organizer
      TheAssociation for Research in Vision and Ophthalmology2012
    • Place of Presentation
      Fort Lauderdale, USA
    • Year and Date
      20120506-20120510
  • [Presentation] Unusual Accommodative Fluctuations After Viewing Of A 3d Display With Large Crossed Parallax2012

    • Author(s)
      Mihashi Toshifumi, Kanda Hiroyuki, Yamaguchi Tatsuo, Yoshida Keisuke, Fujikado Takashi
    • Organizer
      TheAssociation for Research in Vision and Ophthalmology2012
    • Place of Presentation
      Fort Lauderdale, USA
    • Year and Date
      20120506-20120510
  • [Presentation] Evaluation Of Retinal Reflectance Changes Elicited By Transcorneal Electrical Stimulation In Cat Eyes2012

    • Author(s)
      Morimoto Takeshi, Kanda Hiroyuki, Miyoshi Tomomitsu, Hirohara Yoko, Mihashi Toshifumi, Kitaguchi Yoshiyuki, Nishida Kohji, Fujikado Takashi
    • Organizer
      TheAssociation for Research in Vision and Ophthalmology012
    • Place of Presentation
      Fort Lauderdale, USA
    • Year and Date
      20120506-20120510
  • [Presentation] Evaluation of inner-retina using OCT and Transcorneal Electrical Stimulation (TES) in Candidates of Retinal Prosthesis by Suprachoroidal-transretinal Stimulation2012

    • Author(s)
      Fujikado Takashi, Morimoto Takeshi, Kanda Hiroyuki, Nishida Kohji
    • Organizer
      TheAssociation for Research in Vision and Ophthalmology2012
    • Place of Presentation
      Fort Lauderdale, USA
    • Year and Date
      20120506-20120510
  • [Presentation] Effectiveness In Detecting Area Of Photoreceptor Disruption By Dioptric Adaptive Optics Scanning Laser Ophthalmoscope (d-aoslo) With Wider Field Of View2012

    • Author(s)
      Kitaguchi Yoshiyuki, Fujikado Takashi, Kanda Hiroyuki, Morimoto Takeshi, Yamaguchi Tatsuhiko, Mihashi Toshifumi, Nishida Kohji
    • Organizer
      TheAssociation for Research in Vision and Ophthalmology2012
    • Place of Presentation
      Fort Lauderdale, USA
    • Year and Date
      20120506-20120510
  • [Presentation] 立体映像注視により誘発される眼疲労と調節量の関係

    • Author(s)
      神田 寛行、永谷 広行、三橋 俊文、山口 達夫、森本 壮、西田 幸二、不二門  尚
    • Organizer
      第66回日本臨床眼科学会
    • Place of Presentation
      京都
  • [Presentation] 立体映像注視により誘発される眼疲労と調節微動の関係

    • Author(s)
      神田 寛行、永谷 広行、三橋 俊文、山口 達夫、森本 壮、西田 幸二、不二門  尚
    • Organizer
      第48回日本眼光学学会総会
    • Place of Presentation
      東京
  • [Presentation] 赤外線透過フィルターと両眼波面センサーを用いた輻湊性調節(CA/C 比)の測定

    • Author(s)
      神田 寛行、三橋 俊文、山口 達夫、森本 壮、西田 幸二、不二門 尚
    • Organizer
      第69回日本弱視斜視学会
    • Place of Presentation
      名古屋
  • [Presentation] エッチング加工人工網膜電極の網膜機能画像による評価

    • Author(s)
      神田 寛行、森本 壮、三好 智満、広原 陽子、三橋 俊文、寺澤 靖雄、大澤 孝治、西田 幸二、不二門 尚
    • Organizer
      第116回日本眼科学会総会
    • Place of Presentation
      東京
  • [Presentation] 多孔化処理を施した人工網膜用刺激電極の安全性評価

    • Author(s)
      神田 寛行、森本 壮、寺澤 靖雄、中野 由香梨、西田 幸二、不二門 尚
    • Organizer
      第117回日本眼科学会
    • Place of Presentation
      東京
  • [Presentation] Occult Macular Dystrophy(OMD) の屈折式補償光学眼底カメラ(d-AOSLO) 所見

    • Author(s)
      北口 善之、不二門 尚、神田 寛行、森本 壮、山口 達夫、三橋 俊文、西田 幸二
    • Organizer
      第66回日本臨床眼科学会
    • Place of Presentation
      京都
  • [Presentation] ラマン分光法を用いたグルタミン酸による培養網膜神経節細胞の細胞死の観察

    • Author(s)
      森本 壮、神田 寛行、藤田 克昌、Chiu Liaug-da、岡田 昌也、中村 誠、河田 聡、西田 幸二、不二門 尚
    • Organizer
      第116回日本眼科学会総会
    • Place of Presentation
      東京
  • [Presentation] 自己組織化ペプチドゲルの人工硝子体としての可能性

    • Author(s)
      上杉 晃司、林田 康隆、林 竜平、神田 寛行、馬場 耕一、相馬 剛、辻川 元一、横井 秀典、西田 幸二
    • Organizer
      第116回日本眼科学会総会
    • Place of Presentation
      東京
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 視機能評価プログラム及び視機能評価装置2012

    • Inventor(s)
      不二門 尚、神田 寛行、杉浦 基弘、伊藤 邦彦
    • Industrial Property Rights Holder
      大阪大学、(株)ニデック
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願2012-260735
    • Filing Date
      2012-11-29

URL: 

Published: 2014-07-24  

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