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Virtual Realityを用いた新たな義足歩行リハビリテーションの開発

研究課題

研究課題/領域番号 22K11311
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分59010:リハビリテーション科学関連
研究機関広島大学

研究代表者

前田 慶明  広島大学, 医系科学研究科(保), 准教授 (10536783)

研究分担者 浦邉 幸夫  広島大学, 医系科学研究科(保), 教授 (40160337)
笹代 純平  独立行政法人日本スポーツ振興センター国立スポーツ科学センター, スポーツ医学・研究部, 専門職 (20758221)
栗田 雄一  広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 教授 (80403591)
研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2024年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2023年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワードVirtual Reality / 義足歩行 / 下肢切断 / インタラクティブ
研究開始時の研究の概要

研究概要として、Virtual Reality (VR)を用いた新たな義足歩行練習を実施し、従来の義足歩行練習を実施した群と比較して歩行能力が高まり、義足初心者に対する歩行練習として優れた方法になるかを確認する。研究は初年度で基礎データを取得した後に練習システムを構築し、VRで歩行練習を実施する「VR群」と、従来の歩行練習を実施する「Control群」で、義足歩行能力の改善の程度を比較する。研究の全体的なコンセプトとしては、「入り込むだけで誰もが義足歩行能力が向上するVR空間の開発」である。

研究実績の概要

2023年度において,健常者が模擬的に義足での立位や歩行を可能にするための模擬義足を作成し,実際に健常者で使用可能であるかを検証した.その結果,模擬義足でのVirtual Reality(VR)を併用した立位バランスならびに歩行練習が可能となり,これらのシステムを確立することができた.模擬義足でのVRを併用した立位バランスへの効果を判定するために関連する先行研究の検討をはじめ,プロトコールの検証や予備実験の実施,対象者の募集を行った.模擬義足を装着したことのない健康な男性18人が参加し,3つのグループ(VR群、タブレット群、コントロール群)に群分けした.参加者は右足に模擬義足を装着し、平行棒を5分間踏む練習を行った.VR群はヘッドマウントディスプレイ(HMD)で主観的に撮影された歩行動画を視聴し,タブレット群は目の高さに設置されたタブレットでそれを視聴した.歩行中のバランス能力の指標として,TUG(Timed Up and Go)テストを介入前後に実施した.その結果,VRが模擬義足使用者の動的バランスの改善に有効であることを示唆した.つまり,没入感の高いVR映像を使用することで義足への負荷量が増加し,TUGテスト時間がさらに改善した可能性がある.今後,健常者を対象に模擬義足でのVRを併用した歩行練習システムの急性効果に加えて,VR未使用群とVR使用群に分けてVRを併用した歩行練習プログラムの介入を実施し,VRの使用が歩行能力向上に有効であるかを検証する.また,最終的には実際の義足で歩行している切断者を対象に本システムの効果についても検証し,臨床現場への本プログラムの普及を実施していく予定である.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

本研究は,健常者が模擬的に義足での立位や歩行を可能にするための模擬義足を作成し,実際に立位バランス練習や歩行練習が可能であるかを検証した.その結果,健常者を対象に模擬義足でのVRを併用した立位バランスならびに歩行練習が可能となり,これらのシステムを構築することができた. VRを併用した立位バランスならびに歩行練習システムの効果を判定するための評価指標の選定や模擬義足の不具合による修理などに時間を要し,本来の予定より遅れている.そのため,全体的に多少の遅延が生じている.
2023年度は健常者を対象として,模擬義足でのVRを併用した歩行練習システムを構築するための予備実験の実施,評価方法を検討した.その予備的研究の結果と本研究に関連する先行研究の結果を踏まえて, VRを併用した歩行練習プロトコールについて検証した.

今後の研究の推進方策

2024年度は健常者を対象にVR未使用群とVR使用群に無作為に分けて, VRを併用した模擬義足での歩行練習システムを構築していく予定である.また,その介入前後でTimed up and Goテストを実施し,その介入効果判定を実施する.実験終了後にデータ分析を行い,VR関連やリハビリテーション関連の学会,雑誌での論文発表を行う予定である.

報告書

(2件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (2件)

すべて 2023 2022

すべて 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件)

  • [学会発表] The acute effects of loading practice using a simulated prosthetic leg with virtual reality on dynamic balance ability2023

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiro Shigekuni, Noriaki Maeda, Makoto Komiya, Shogo Tsutsumi, Sayo Kuroda, Takumi Nagao, Yukio Urabe
    • 学会等名
      World Physiotherapy Congress 2023
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] バーチャルリアリティを併用した義足荷重練習が静的立位バランスに与える即時効果 -模擬義足を用いた予備的研究-2022

    • 著者名/発表者名
      堤 省吾,前田慶明,黒田彩世,重國佳寛,長尾拓海, 小宮 諒,浦辺幸夫
    • 学会等名
      第27回日本バーチャルリアリティ学会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2024-12-25  

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