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2019 年度 実績報告書

IoTとAIで実現する患者習熟度に応じて最適化するバーチャルリアリティ鏡治療

研究課題

研究課題/領域番号 17K11109
研究機関川崎医科大学

研究代表者

佐藤 健治  川崎医科大学, 医学部, 教授 (70359884)

研究分担者 松崎 孝  岡山大学, 大学病院, 助教 (10423328)
五福 明夫  岡山大学, ヘルスシステム統合科学研究科, 教授 (20170475)
杉原 太郎  岡山大学, ヘルスシステム統合科学研究科, 助教 (50401948)
賀来 隆治  岡山大学, 医歯薬学総合研究科, 講師 (50444659)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワードバーチャルリアリティ / 難治性疼痛 / 人工知能
研究実績の概要

アジャストメント可能で多彩な治療タスクを装備したバーチャルリアリティ(VR)鏡治療システムを開発し、IoT(モノのインターネット)とAI(人工知能)により、症状と習熟度に応じた治療タスクの最適化や、治療意欲の向上に有効な激励・教育を行うことを目指した。HTC vive を用いて上肢の動作を仮想空間に反映させ、ヘッドマウンテッドディスプレーによるVR鏡治療システムを開発した。治療タスクとして、1)図形で挟まれた領域を動かす、2)物体を移動させる、3) 板を転がる球体を仮想空間の手で掴む、4) ボールを的に当てるタスクを実装した。単純な図形の大きさや挟まれる領域の幅、板の勾配や球体の転がり速度や、ボールの重さなどを変更することを患者の症状と習熟度に応じた治療タスクの最適化と位置付けた。痛みの増悪因子の特定のためにIoTを活用したデータの収集と分析の機械学習システムを構築した。治療タスクとデータ収集システムは、健常者に対してシステムの操作性が良好であることを検証したが、当初想定したIoTとAIで最適化までの開発は実現できなかった。
VR鏡治療の継続には自らの状態への気づきを促すこと、正しい行為を褒めること、逸脱した行為を諭すことの3点が重要と考えた。治療意欲の維持システムを実装するため、上記3機能の基礎的検討を行った。治療成果を視覚化し、フィードバックするシステムを作成し、単調作業の継続的な実施に与える効果を健常者において検証し、「ポジショニングの明確化」や「短期目標設定」を用いたセルフモニタリング画面が単調作業の継続的実施に有効であると示唆された。諭す機能は,健常者に単調作業を実施させて効果を検討した。ソーシャルサポートについては,健常者に対するユーザビリティ評価をおこなった。研究期間中、健常者においては検証ができたが、難治性疼痛患者においての効果の検証はできなかった

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (6件)

  • [雑誌論文] Tolerance of time delay to the sense of agency for operating electric prosthetic hands: a preliminary experiment with the appearance and gripping action2020

    • 著者名/発表者名
      Ryuichi Furuhashi, Taro Sugihara, Kenji Sato and Akio Gofuku
    • 雑誌名

      Proc. of 1st IEEE International Conference on Human-Machine Systems

      巻: to appear ページ: to appear

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 疼痛記録支援アプリケーションにおける継続利用を促す機能の開発と評価2020

    • 著者名/発表者名
      熊田祐介,杉原太郎,佐藤健治,五福明夫
    • 雑誌名

      情報処理学会研究報告ヒューマンコンピュータインタラクション(HCI)

      巻: 27 ページ: 1-7

  • [雑誌論文] 単調作業に対する自己効力感向上を目的としたセルフモニタリングにおける情報提示方法の検討2020

    • 著者名/発表者名
      吉川慧,杉原太郎,五福明夫,佐藤健治
    • 雑誌名

      情報処理学会研究報告ヒューマンコンピュータインタラクション(HCI)

      巻: 30 ページ: 1-6

  • [雑誌論文] 電動義手の外見と把持動作が Sense of Agencyに及ぼす影響2019

    • 著者名/発表者名
      古橋龍一,杉原太郎,三宅貫太郎,佐藤健治,五福明夫
    • 雑誌名

      情報処理学会研究報告アクセシビリティ (AAC)

      巻: 12 ページ: 1-8

  • [雑誌論文] 行動変容促進を目的とした諭しおよび警告メッセージの予備的検討2019

    • 著者名/発表者名
      二田悠史 ,杉原太郎,佐藤健治,五福明夫
    • 雑誌名

      情報処理学会研究報告アクセシビリティ (AAC)

      巻: 52 ページ: 1-8

  • [雑誌論文] 疼痛記録支援アプリケーションのユーザビリティ評価2019

    • 著者名/発表者名
      熊田祐介,杉原太郎,佐藤健治,五福明夫
    • 雑誌名

      第18回情報科学技術フォーラム講演論文集

      巻: 1 ページ: 267-268

  • [学会発表] 疼痛記録支援アプリケーションにおける継続利用を促す機能の開発と評価2020

    • 著者名/発表者名
      熊田祐介,杉原太郎,佐藤健治,五福明夫
    • 学会等名
      情報処理学会
  • [学会発表] 単調作業に対する自己効力感向上を目的としたセルフモニタリングにおける情報提示方法の検討2020

    • 著者名/発表者名
      吉川慧,杉原太郎,五福明夫,佐藤健治
    • 学会等名
      情報処理学会
  • [学会発表] 慢性疼痛患者の痛みの増悪因子特定のためのライフログ収集システムの開発2020

    • 著者名/発表者名
      島瀬透,五福明夫,佐藤健治
    • 学会等名
      第64回システム制御情報学会
  • [学会発表] 電動義手の外見と把持動作が Sense of Agencyに及ぼす影響2019

    • 著者名/発表者名
      古橋龍一,杉原太郎,三宅貫太郎,佐藤健治,五福明夫
    • 学会等名
      情報処理学会
  • [学会発表] 行動変容促進を目的とした諭しおよび警告メッセージの予備的検討2019

    • 著者名/発表者名
      二田悠史 ,杉原太郎,佐藤健治,五福明夫
    • 学会等名
      情報処理学会
  • [学会発表] 疼痛記録支援アプリケーションのユーザビリティ評価2019

    • 著者名/発表者名
      熊田祐介,杉原太郎,佐藤健治,五福明夫
    • 学会等名
      第18回情報科学技術フォーラム

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公開日: 2021-01-27  

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