人工網膜のための視線フィードバックシステム開発

• 研究課題/領域番号: 15K16353
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: リハビリテーション科学・福祉工学
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 神田 寛行 大阪大学, 医学系研究科, 助教 (50570248)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2017年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2016年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2015年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
• キーワード: 人工網膜 / 眼球運動 / 視線解析 / 視線検出方法 / 視線計測 / 電気刺激 / 人工臓器 / 人工視覚 / 埋込型医療機器 / ブレインマシンインターフェース / 視覚再生

研究成果の概要

現行の人工網膜では眼鏡枠に固定されたカメラから画像取得を行っているため、眼球運動で視線を変えても見える映像が変わらない。そこで、眼球運動応じて視線方向に一致した映像を人工網膜で呈示する「視線方向フィードバック機構」を取り入れれば、上記の問題を解決できるかもしれないと考えた。まず人工網膜シミュレータを用いて、視線方向フィードバック機構の有効性を示した。次に視線方向フィードバック機構を組み入れた人工網膜の試作機の性能評価を実施したところ、遅延時間等の問題点が明らかとなった。この問題を解決するために、人工網膜で生じる皮膚電位の変化を利用した新規視線解析方法を考案した。

研究成果

• [雑誌論文] A Sinusoidal Electrical Pulse Is More Efficient to Evoke Retinal Excitation than a Rectangular Electrical Pulse for Retinal Prostheses (2018)
  • 著者名/発表者名: 4.Nakano Y, Terasawa Y, Kanda H, Tashiro H, Osawa K, Miyoshi T, Sawai H, Fujikado T
  • 雑誌名: Sensors and Materials 巻: 印刷中
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effectiveness of triangular and sawtooth pulses in a retinal prosthesis with suprachoroidal-transretinal stimulation (STS) (2018)
  • 著者名/発表者名: 5.Nakano Y, Terasawa Y, Kanda H, Osawa K, Miyoshi T, Sawai H, Fujikado T,
  • 雑誌名: apanese Journal of Visual Science 巻: 印刷中
  • NAID: 130006943253
  • 査読あり
• [雑誌論文] The relationship between retinal damage and current intensity in a pre-clinical suprachoroidal-transretinal stimulation model using a laser-formed microporous electrode (2017)
  • 著者名/発表者名: Kanda Hiroyuki、Nakano Yukari、Terasawa Yasuo、Morimoto Takeshi、Fujikado Takashi
  • 雑誌名: Journal of Neural Engineering 巻: 14 号: 5 ページ: 056013-056013
  • DOI: 10.1088/1741-2552/aa7d5c
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Automated measurements of human cone photoreceptor density in healthy and degenerative retina by region-based segmentation (2017)
  • 著者名/発表者名: Miyagawa Suguru、Fukuyama Hisashi、Hirota Masakazu、Yamaguchi Tatsuo、Kitamura Kazuo、Endo Takao、Kanda Hiroyuki、Morimoto Takeshi、Fujikado Takashi
  • 雑誌名: Clin Ophthalmol 巻: 11 ページ: 781
  • DOI: 10.2147/opth.s133070
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Surgical feasibility and biocompatibility of wide-field dual-array suprachoroidal-transretinal stimulation prosthesis in middle-sized animals. (2016)
  • 著者名/発表者名: LohmanTK, Kanda H, Morimoto T, Endo T, MiyoshiT, Nishida K, Kamei M, Walter P, Fujikado T
  • 雑誌名: Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol 巻: 254 号: 4 ページ: 661-673
  • DOI: 10.1007/s00417-015-3104-1
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] False reaching movements in localization test and effect of auditory feedback in simulated ultra-low vision subjects and patients with retinitis pigmentosa (2016)
  • 著者名/発表者名: Endo T, Kanda H, Hirota M, Morimoto T, Nishida K, Fujikado T.
  • 雑誌名: Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol. 巻: 254 号: 5 ページ: 947
  • DOI: 10.1007/s00417-015-3253-2
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 独立成分分析を用いた4種類の刺激に対する網膜内因性信号の検討 (2016)
  • 著者名/発表者名: 三橋俊文広原陽子神田寛行, 大川賀孝, 三好智満, 森本壮, 不二門尚
  • 雑誌名: 視覚の科学 巻: 37(1) ページ: 7-17
  • NAID: 130006943344
  • 査読あり
• [雑誌論文] Relationship between reading performance and saccadic disconjugacy in patients with convergence insufficiency type intermittent exotropia (2016)
  • 著者名/発表者名: Hirota M, Kanda H, Endo T, Lohmann TK, Miyoshi T, Morimoto T, Fujikado T.
  • 雑誌名: Jpn J Ophthalmol. 巻: 60 号: 4 ページ: 326
  • DOI: 10.1007/s10384-016-0444-2
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] One-year outcome of 49-channel suprachoroidal–transretinal stimulation prosthesis in patients with advanced retinitis pigmentosa (2016)
  • 著者名/発表者名: Fujikado T, Kamei M, Sakaguchi H, Kanda H, Endo T, Hirota M, Morimoto T, Nishida K, Kishima H, Terasawa Y, Oosawa K, Ozawa M, Nishida K.
  • 雑誌名: Invest Ophthalmol Vis Sci. 巻: 57 号: 14 ページ: 6147
  • DOI: 10.1167/iovs.16-20367
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 人工網膜－最近の動向 (2015)
  • 著者名/発表者名: 神田寛行、不二門 尚
  • 雑誌名: 光技術コンタクト 巻: 625 ページ: 11-17
• [雑誌論文] 人工網膜-よみがえる光感覚- (2015)
  • 著者名/発表者名: 神田寛行、不二門 尚
  • 雑誌名: 電子情報通信学会誌 巻: 98 ページ: 266-271
• [雑誌論文] 【電気信号を用いた神経機能再建】人工網膜（suprachoroidal-transretinal stimulation:STS) (2015)
  • 著者名/発表者名: 神田寛行、不二門 尚
  • 雑誌名: 脳21 巻: 18 ページ: 84-88
• [学会発表] Novel eye-tracking method for retinal prostheses. (2018)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Kanda
  • 学会等名: The 1st International Symposium on Systemus Intelligence Division
  • 国際学会
• [学会発表] Novel eye-tracking method for retinal prostheses. (2017)
  • 著者名/発表者名: Kanda H, Satonaka S, Morimoto T, Miyoshi T, Fujikado T
  • 学会等名: ARVO2017
  • 国際学会
• [学会発表] 人工網膜の視機能評価を目的とした歩行テストの開発 (2017)
  • 著者名/発表者名: 神田 寛行, 広田 雅和, 遠藤 高生, 森本 壮, 不二門 尚
  • 学会等名: 第121回日本眼科学会総会
• [学会発表] Development of a Second-Generation Device for Suprachoroidal-Transretinal Stimulation (2017)
  • 著者名/発表者名: Kanda H, Kamei M, Sakaguchi H, Endo T, Hirota M, Morimoto T, Nishida K, Kishima H, Miyoshi T, Terasawa Y, Osawa K, Ozawa M, Fujikado T
  • 学会等名: 39th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Temporal ptterns of single-unit responses from on- and off-cells in the lateral geniculate nucleus elicited by suprachoroidal-transretinal stimulation (2017)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Kanda, T Miyoshi , T Morimoto, T Fujikado
  • 学会等名: Artificial Vision 2017
  • 国際学会
• [学会発表] Evaluation of reaching movement and mobility with a prosthetic vision simulator. (2017)
  • 著者名/発表者名: Kenta Hozumi, T Endo, M Hirota, H Kanda, T Morimoto, K Nishida, T Fujikado
  • 学会等名: Artificial Vision 2017
  • 国際学会
• [学会発表] 外部カメラ型人工網膜シミュレータにおける視線フィードバック機能の効果 (2016)
  • 著者名/発表者名: 穂積 健太、遠藤 高生、広田 雅和、神田 寛行、森本 壮、不二門 尚、西田幸二
  • 学会等名: 第120回日本眼科学会総会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2016-04-08
• [学会発表] Development of wide-field STS retinal prosthesis. (2016)
  • 著者名/発表者名: Kanda H
  • 学会等名: The 6th MEI3 center International Symposium
  • 発表場所: 大阪市
  • 年月日: 2016-01-19
  • 国際学会
• [学会発表] 視細胞変性眼における傍中心窩錐体密度とコントラスト感覚の関係 (2016)
  • 著者名/発表者名: 広田雅和, 神田寛行, 遠藤高生, 宮川雄, 三好 智満, 森本 壮, 不二門 尚
  • 学会等名: 第120回日本眼科学会総会
  • 発表場所: 仙台国際センター
• [学会発表] 2枚電極脈絡膜上－経網膜電気刺激（STS）型人工網膜の中型動物への埋植述と生体適合性 (2016)
  • 著者名/発表者名: 森本壮, 神田 寛行, 三好 智満, 遠藤 高生, Tibor KLohmanｎ, 西田 幸二, 不二門 尚
  • 学会等名: 第120回日本眼科学会総会
  • 発表場所: 仙台国際センター
• [学会発表] 49極STS型人工網膜の慢性臨床研究の結果 (2016)
  • 著者名/発表者名: 不二門 尚, 瓶井 資弘, 貴島晴彦, 森本壮, 神田寛行, 広田 雅和, 坂口裕和, 西田 健太郎, 遠藤 高生, 圓尾 知之, 小澤 素生, 大澤 孝治, 西田 幸二
  • 学会等名: 第120回日本眼科学会総会
  • 発表場所: 仙台国際センター
• [学会発表] 外側膝状体単一ユニット活動による人工網膜多極電極の機能評価 (2016)
  • 著者名/発表者名: 神田寛行, 森本壮, 三好 智満, 不二門尚
  • 学会等名: 第120回日本眼科学会総会
  • 発表場所: 仙台国際センター
• [学会発表] 外部カメラ型人工網膜シミュレータにおける視線フィードバック機能の効果 (2016)
  • 著者名/発表者名: 穂積健太, 遠藤高生, 広田雅和, 神田寛行, 森本壮, 不二門尚, 西田幸二
  • 学会等名: 第120回日本眼科学会総会
  • 発表場所: 仙台国際センター
• [学会発表] Improvement of reaching movement in subjects with retinal implantsimulator with gaze feedback system. (2016)
  • 著者名/発表者名: Hozumi Kenta, Endo Takao, HirotaMasakazu, KandaHiroyuki, Morimoto Takeshi, Fujikado Takashi, Nishida Kohji
  • 学会等名: ARVO2016
  • 発表場所: Seattle, USA
  • 国際学会
• [学会発表] Accuracy of reaching by localization tests in patient with suprachoroidal-transretinal stimulation(STS)retinal prosthesis. (2016)
  • 著者名/発表者名: EndoTakao, Fujikado Takashi, Hirota Masakazu, Kanda Hiroyuki, Morimoto Takeshi, Nishida Kohji
  • 学会等名: ARVO2016
  • 発表場所: Seattle, USA
  • 国際学会
• [学会発表] Evaluation of the spatial resolution of electrode arrays for suprachoroidal retinal prosthesis by recording single-unit activities in the lateral geniculate nucleu (2016)
  • 著者名/発表者名: Kanda Hiroyuki, Miyoshi Tomomitsu, MorimotoTakeshi, FujikdaoTakashi
  • 学会等名: ARVO2016
  • 発表場所: Seattle, USA
  • 国際学会
• [学会発表] Surgical feasibility of a wide-field dual-array suprachoroidal;transretinal stimulation (STS) prosthesis in middle-sized animals (2016)
  • 著者名/発表者名: Morimoto Takeshi, Kanda Hiroyuki, EndoTakao, LohmannTK, MiyoshiTomomitsu, Kishima Haruhiko, Nishida Kohji, Fujikado Takashi
  • 学会等名: ARVO2016
  • 発表場所: Seattle, USA
  • 国際学会
• [学会発表] Significant Correlation between Contrast Sensitivity and Parafoveal Cone Density in Normal Eyes and Eyes with Retinal Degeneration (2016)
  • 著者名/発表者名: Hirota Masakazu, Kanda Hiroyuki, Endo Takao, Miyagawa Suguru, Miyoshi Tomomitsu, Morimoto Takeshi, Fujikado Takashi
  • 学会等名: ARVO2016
  • 発表場所: Seattle, USA
  • 国際学会
• [学会発表] One-Year Outcomes of 49-Channel Suprachoroidal-Transretinal Stimulation(STS) Retinal Prosthesis in Patients with Adcanced Retinitis Pigmentosa. (2016)
  • 著者名/発表者名: Fujikado Takashi, Kamei M, Kishima H, Morimoto T, KandaHiroyuki, Sakaguchi H, Nishida K, Endo T, Osawa K, Ozawa M
  • 学会等名: ARVO2016
  • 発表場所: Seattle, USA
  • 国際学会
• [学会発表] 外部固視標を用いたステップ刺激に対する調節応答の評価 (2016)
  • 著者名/発表者名: 神田寛行, 永谷広行, 広田雅和, 不二門 尚
  • 学会等名: 第72回日本弱視斜視学会/第41回日本小児眼科学会総会（合同学会）
  • 発表場所: パシフィコ横浜
• [学会発表] ネコ外側膝状体ニューロン単一ユニット記録による人工網膜用刺激電極の評価 (2016)
  • 著者名/発表者名: 神田寛行, 三好智満, 森本壮, 不二門尚
  • 学会等名: 視覚科学フォーラム第20回研究会
  • 発表場所: 大阪CiNet
• [学会発表] 脈絡膜上－経網膜方式人工視覚システムの刺激効率に及ぼす刺激波形形状の影響 (2016)
  • 著者名/発表者名: 中野由香梨, 寺澤 靖雄, 神田 寛行, 大澤 孝治, 三好 智満, 澤井 元
  • 学会等名: 第52回日本眼光学学会総会
  • 発表場所: 東京ソラシティカンファレンスセンター
• [学会発表] Surgical Feasibility of a Wide-Field Dual-Array Suprachoroidal-Transretinal Stimulation(STS) Prosthesis in Middle-Sized Animals. (2016)
  • 著者名/発表者名: Morimoto Takeshi, Kanda, Hiroyuki, Endo Takao, LohmannTibor Karl, Miyoshi Tomomitsu, Nishida Kohji, Fujikado Takashi
  • 学会等名: 9th Biennial World Research Congress on the Relationship between Neurobiology and Nano-Electronics Focusing on Artificial Vision
  • 発表場所: USA, Dearborn
• [学会発表] Clinical Trial of 49-Channel STS Retinal Prosthesis for Advanced RP Patients. (2016)
  • 著者名/発表者名: Fujikado Takashi, Kamei M, Sakaguchi H, Kanda H, Morimoto T, Endo Takao, Nishida Ke, Kishima H, Hirota M, Oosawa K, Ozawa M, NishidaKo
  • 学会等名: 9th Biennial World Research Congress on the Relationship between Neurobiology and Nano-Electronics Focusing on Artificial Vision
  • 発表場所: USA, Dearborn
  • 国際学会
• [学会発表] Relationship between retinal damage and current intensity in Suprachoroidal-Transretinal Stimulation. (2016)
  • 著者名/発表者名: KandaHiroyuki
  • 学会等名: 2016 Taiwan-Japan Joint Symposium
  • 発表場所: 奈良先端科学技術大学院大学
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 間歇性外斜視における近見輻湊時の調節と斜視角の関連の両眼波面センサーを用いた検討 (2016)
  • 著者名/発表者名: 森本壮, 神田 寛行, 広田 雅和, 遠藤 高生, 西田 幸二, 不二門尚
  • 学会等名: 第70回日本臨床眼科学会
  • 発表場所: 京都国際会館
• [学会発表] 重症網膜色素変性における網膜厚とPhosphene閾値の関係 (2016)
  • 著者名/発表者名: 遠藤高生, 不二門 尚, 広田雅和, 神田寛行, 森本壮, 西田 幸二
  • 学会等名: 第70回日本臨床眼科学会
  • 発表場所: 京都国際会館
• [学会発表] Development of a second-generation suprachoroidal-transretinal stimulation retinal prosthesis. (2016)
  • 著者名/発表者名: Kanda H, KameiM, Sakaguchi H, Endo T, Hirota M, Morimoto T, Nishida K, Kishima H, Miyoshi T, Fujikado T
  • 学会等名: medical bionics
  • 発表場所: University of Queensland, Australia
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Artificial Vision (2016)
  • 著者名/発表者名: Fujikado Takashi, Kamei M, Kishima H, Morimoto T, KandaH, Sakaguchi H, Nishida K, Endo T, Lohmann TK, Maruo T, Hirota M, Oosawa K, Ozawa M
  • 学会等名: The 3rd International Symposium on Cognitive Neuroscience Robotics
  • 発表場所: 千里ライフサイエンスセンター
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Spatial extent of neural responses evaluated by single-unit activities of the lateral geniculate nucleus elicited by suprachoroidal electrical stimulation. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kanda Hiroyuki, Miyoshi Tomomitsu, Morimoto Takeshi, Fujikado Takashi
  • 学会等名: Artifitial Vision 2015
  • 発表場所: ドイツ、Center for Technology Aachen Europaplatz
  • 年月日: 2015-11-28
  • 国際学会
• [学会発表] STS方式人工網膜の開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 神田寛行、不二門 尚
  • 学会等名: 第58回自動制御連合講演会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2015-11-15
  • 招待講演
• [学会発表] 視線追尾型人工視覚システムの試作とその検証 (2015)
  • 著者名/発表者名: 里中俊太、伊藤邦彦、角谷俊文、神田寛行、大澤孝治
  • 学会等名: 第51回日本眼光学学会総会
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 2015-09-26
• [学会発表] 人工網膜の開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 神田寛行
  • 学会等名: H27年度ﾌｫﾄﾆｸｽ技術ﾌｫｰﾗﾑ 第1回光情報技術研究会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2015-07-24
  • 招待講演
• [学会発表] 人工網膜の現状 (2015)
  • 著者名/発表者名: 神田寛行、不二門 尚
  • 学会等名: 第5回CiNetシンポジウム
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2015-06-17
• [学会発表] Image processing using a saliency map for a 49-channel retinal prosthesis. (2015)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki KandaTakaomi Kanda, Yukie Nagai, Takashi Fujikado
  • 学会等名: ARVO2015
  • 発表場所: 米国デンバー市
  • 年月日: 2015-05-06
  • 国際学会
• [学会発表] 顕著性マップを利用した人工網膜向け画像処理 (2015)
  • 著者名/発表者名: 神田 寛行, 神田 嵩臣, 長井 志江, 浅田 稔, 不二門 尚
  • 学会等名: 第119回日本眼科学会総会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2015-04-16
• [図書] 《眼科臨床エキスパート》 網膜変性疾患診療のすべて 第2章総論 Ⅴ治療 C.人工網膜 (2016)
  • 著者名/発表者名: 編集：村上 晶／吉村 長久、 分担執筆：神田 寛行
  • 総ページ数: 408
  • 出版者: 医学書院
• [産業財産権] 視線検出装置、および、視覚再生補助装置 (2016)
  • 発明者名: 里中俊太, 神田寛行, 不二門 尚, 森本壮
  • 権利者名: 里中俊太, 神田寛行, 不二門 尚, 森本壮
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2016-165203
  • 出願年月日: 2016-08-26