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視覚認知障害解消のための画像変換手法を用いたIot型視覚呈示システムの開発研究

研究課題

研究課題/領域番号 17H02132
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 リハビリテーション科学・福祉工学
研究機関東京大学

研究代表者

田中 敏明  東京大学, 高齢社会総合研究機構, 特任教授 (40248670)

研究分担者 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)
白銀 暁  国立障害者リハビリテーションセンター(研究所), 研究所 福祉機器開発部, 研究室長 (90404764)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 交付 (2019年度)
配分額 *注記
15,210千円 (直接経費: 11,700千円、間接経費: 3,510千円)
2019年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2018年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2017年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
キーワード福祉用具、支援機器 / バーチャルリアリティ / 視覚情報呈示装置 / 視空間認知 / リハビリテーション / 福祉支援工学 / 3次元視覚情報呈示 / 視覚認知障害 / IoT / Iot
研究実績の概要

昨年度までにHMDを用いた3次元空間での検査・訓練手法を確立した。2018年度は動的歩行支援のためのセンサを搭載した3D-HMDシステムの開発とその訓練効果検証を実施した。具体的には、開発したHMDを用いた上下肢訓練を患者に使用してもらいその効果を検証実施した。訓練用ゲームとしては3次元様立方体に触れる動作を実施し、患者数名において麻痺側の運動促進効果を主観アンケートと客観データ(運動遂行時間、触れた立方体数得点、運動軌跡など)を得た。結果として、患者はヴァーチャル(VR )酔い等の支障はなく円滑にゲームを遂行でき3次元様の麻痺側上下肢機能のスコア化の可能性を見いだした。正しい運動遂行においては視覚提示とビープ音でフィードバック機能を加えた。今後は、さらにシステムとしてのユーザビリティに関する技術課題を明確する。さらに、動的歩行支援HMD製作として、IMUセンサとスマートフォンを用いた新たな歩行計測アプリの開発し、HMDとの同期を試行した。歩行時の重心移動や下肢の運動を定量的に計測することが可能である.HMD・スマートフォン内蔵のカメラ映像とセンサ,および外部加速度センサを利用している.HMD・スマートフォンの画面では,スマートフォンのカメラで撮影されている現実空間の映像と,VR技術により両下肢の運動の様子や歩行の軌跡が現実映像に重ね合わせHMD上に表示可能とした.本件に関しては臨床データを増やすことにより特許化を目指す。加えて、収集したセンサデータを用いて,オフラインでデータの詳細な分析(重心の移動,歩行軌跡,歩幅,歩行速度,下肢の支持時間など)が可能となる.本システムの運用試験を高齢者10名、患者2名に実施し、短距離では支障なく、患者の場合は平行棒内もしくは要監視で運用可能であることを確認した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

当初予定していたHMDを用いた3次元様リハビリゲームの効果検証を実施し、HMDでの歩行支援要システムを構築した、昨年に加え視覚認知障害者複数名のデータを収集し、本装置の効果を検証した。定量的データとして運動軌跡、運動遂行時間、正答率などで定量化を試行しよる数値化を試みた。加えて動的歩行支援のシステムを構築した。2019年度は臨床データを増やし、その効果検証とワイヤレス化を予定する。以上より、現時点において、20180年度に予定した研究計画に関して9割以上の成果を得た。

今後の研究の推進方策

2018年度は動的歩行支援のためのセンサを搭載した3D-HMDシステムの開発とその効果検証を実施した。2019年度は、2018年度で構築したHMD に搭載された使用機器・センサ部分(CCD カメラ、HMD ディスプレイ、ジャイロ、加速度)を用いて、ワイヤレス化を行い、PC およびスマートフォン・HMDとのデータ処理、画像処理を行い、被験者負担を軽減し、データ保管を可能とする。これにより、本人、家族、医療スタッフ等での情報の共有化し安全安心なシステムをIoTシステムとして構築する。実験手法は昨年度と同様とするが、患者の状態によっては、屋外でのフィールド実験を追加し無線化、ワイヤレス化した本システムの将来の実用化にむけた課題を明らかとする。屋外に関しては日常生活活動(ADL)項目として、基本的ADL(BADL)および手段的ADL(IADL)における移動動作項目を中心に検証するさらに、ユーザビリティ調査を行い、本システムの最終版を製作する。なお、現状では研究を遂行するうえで対応策を行うような問題点は見当たらない。

報告書

(2件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書

研究成果

(19件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 学会発表 図書

  • [雑誌論文] Plantar Vibrational Stimuli Modify Dynamic Posture Control in Response to Translational Perturbations.2018

    • 著者名/発表者名
      Norio Kato, Toshiaki Tanaka, Takeshi Tsuruga, Yoshimi Tanahashi, Kouki Kuwano, Yasuhiro Nakajima, Takashi Izumi, Yusuke Maeda.
    • 雑誌名

      International Journal of New Technology and Research

      巻: 4 ページ: 97-102

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセスとしている
  • [雑誌論文] Development of a Novel Testing and Training Device of Proprioceptive Sensory for Standing Balance Ability in the Elderly and Disabled Individuals.2018

    • 著者名/発表者名
      Toshiaki Tanaka, Norio Kato, Yasuhiro Nakajima, Takashi Izumi
    • 雑誌名

      International Journal of New Technology and Research

      巻: 4 ページ: 15-20

    • DOI

      10.31871/ijntr.4.7.9

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセスとしている
  • [雑誌論文] Environmental and physical factors predisposing middle‐aged and older Japanese adults to falls and fall‐related fractures in the home.2018

    • 著者名/発表者名
      Tomoki Tanaka, Hiroshige Matsumoto, Bo‐Kyung Son, Shujirou Imaeda, Emiko Uchiyama, Sakiko Taniguchi, Akiko Nishino, Takahiro Miura, Toshiaki Tanaka
    • 雑誌名

      Geriatr Gerontol Int.

      巻: 18 ページ: 1372-1377

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセスとしている
  • [雑誌論文] Development of Electronic Transparent Communication Boards Using Two Tablets2018

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Miyasaka, Keiko Kawashima, Mamiko Kamoshida, Tadafumi Sada, Toshiaki Tanaka
    • 雑誌名

      International Journal of New Technology and Research

      巻: 4 ページ: 20-23

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセスとしている
  • [雑誌論文] 在宅高齢者の転倒実態調査に基づく転倒プロセスのモデル化 ― 文京区・横浜市・柏市を対象とした調査研究 ―.2018

    • 著者名/発表者名
      今枝 秀二郞、内山 瑛美子、田中 友規、谷口 紗貴子、金 ギョンミン、長木 美緒、高田 遼介、三浦 貴大、孫 輔卿、西野 亜希子、田中 敏明
    • 雑誌名

      日本建築学会 住宅系研究報告会論文集

      巻: 12 ページ: 217-226

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The Physiological Effects of Combined Training with Breathing Resistance and Sustained Physical Exertion in Healthy Young Adults.2018

    • 著者名/発表者名
      Kido S, Katakura A, Nakajima Y, Tanaka T,
    • 雑誌名

      J Nov Physiother

      巻: 8(1) ページ: 6-6

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Preliminary Study of the Assessment of Visual Space Recognition in Stroke Patients using New Head Mounted Display (HMD) System with Visual Image Transformation.2017

    • 著者名/発表者名
      Toshiaki Tanaka, Syunichi Sugihara, Norio Kato, Tomoya Miyasaka, Takashi Izumi.
    • 雑誌名

      International Journal of New Technology and Research

      巻: 3(9) ページ: 14-21

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 在宅高齢者の転倒実態調査に基づく転倒プロセスのモデル化 ― 文京区・横浜市・柏市を対象とした調査研究 ―2017

    • 著者名/発表者名
      今枝秀二郞、内山瑛美子、田中友規、谷口紗貴子、金ギョンミン、長木美緒、高田遼介、三浦貴大、孫輔卿、西野亜希子、田中敏明、飯島勝矢、西出和彦、大月敏雄
    • 雑誌名

      日本建築学会 住宅系研究報告会論文集,

      巻: 12 ページ: 217-226

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Differences in reaching movement between real space and virtual reality(現実空間と仮想空間における上肢リーチ動作の違い)2018

    • 著者名/発表者名
      Norio Kato, Katsunobu Murabayashi, Takayuki Konishi, Yoshimi Tanahashi, Toshiaki Tanaka
    • 学会等名
      Asia Pacific Society for Computing and Information Technology 2018 Annual Meeting, Sapporo
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際共著/国際学会である / 招待講演
  • [学会発表] 現実空間と3D仮想空間でのリーチ動作における関節角度の比較2018

    • 著者名/発表者名
      小西 貴之、加藤 士雄、田中 敏明、村林 勝信、棚橋 嘉美
    • 学会等名
      第69回北海道理学療法士学術大会(札幌市)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 実空間と仮想空間による視覚刺激の違いが動作に及ぼす影響について2018

    • 著者名/発表者名
      村林 勝信、加藤 士雄、田中 敏明、小西 貴之、棚橋 嘉美
    • 学会等名
      第69回北海道理学療法士学術大会(札幌市)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 大腿骨近位部骨折による入院患者への聞き取り調査内容の定量的分析に基づいた転倒に関わる環境要因の推定.2018

    • 著者名/発表者名
      内山 瑛美子、孫 輔卿、今枝 秀二郞、田中 友規、松本 博成, 森田 光治良、三好 友良、スタッヴォラヴット・アンヤポーン、田中 敏明
    • 学会等名
      日本転倒予防学会第5回学術集会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] The current issues and perspectives of assistive devices for the elderly and the disabled person.2018

    • 著者名/発表者名
      Toshiaki Tanaka
    • 学会等名
      Fondation France-Japon de l’EHESS workshop.
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] The current issues and perspectives of assistive devices for the elderly and the disabled person.2018

    • 著者名/発表者名
      T.Tanaka
    • 学会等名
      Fondation France-Japon de l’EHESS workshop.
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] TACCURACY OF THREE-DIMENSIONAL STERNAL POSTURE MEASUREMENT USING A RGB-D CAMERA SYSTEM FOR ASSESSMENT OF WHEELCHAIR SEATING: A PILOT STUDY.2017

    • 著者名/発表者名
      Satoshi SHIROGANE, Atsushi TAKASHIMA, Takashi HANDA, Toshiaki TANAKA.
    • 学会等名
      16th ISPO World Congress,
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際共著/国際学会である
  • [学会発表] 転倒に伴う大腿骨近位部骨折により入院した高齢患者の特徴2017

    • 著者名/発表者名
      スタッヴォラヴットアンヤポーン, 孫輔卿, 田中友規, 今枝秀二郞, 内山瑛美子, 松本博成, 森田光 治良, 松原 全宏, 西野 亜希子, 秋下 雅弘, 中島 勧, 田中 栄,大月敏雄, 西出和彦, 田中敏明, 飯島勝 矢, 大方潤一郎
    • 学会等名
      日本転倒予防学会第4回学術集会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 大腿骨近位部骨折により入院した患者への聞き取り調査による転倒実態調査2017

    • 著者名/発表者名
      内山瑛美子, 孫輔卿, 今枝秀二郎, 田中友規, 松本博成,森田光治良, スタッヴォラヴットアンヤポーン, 松原 全宏, 西野亜希子, 秋下 雅弘, 大月敏雄, 西出和彦, 田中敏明, 飯島勝矢, 大方潤一郎
    • 学会等名
      日本転倒予防学会第4回学術集会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 地域や自宅における在宅高齢者の転倒事例に基づく建築的な転倒予防対策2017

    • 著者名/発表者名
      今枝秀二郞、孫輔卿、内山瑛美子、松本博成、田中友規、谷口紗貴子、金ギョンミン、高田遼介、三浦貴大、西野亜希子、西出和彦、大月敏雄、田中敏明、飯島勝矢、大方潤一郎
    • 学会等名
      日本転倒予防学会第4回学術集会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [図書] 高齢者理学療法学テキスト2017

    • 著者名/発表者名
      細田 多穂、山田 和政、小松 泰喜、木村 勉, 田中 敏明、他
    • 総ページ数
      232
    • 出版者
      南江堂
    • ISBN
      9784524257836
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2019-12-27  

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