2019 Fiscal Year Annual Research Report
Optimization of Virtual reality mirror visual feedback therapy with Internet of things and artificial intelligence
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17K11109
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| Research Institution | Kawasaki Medical School |
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Principal Investigator |
佐藤 健治 川崎医科大学, 医学部, 教授 (70359884)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
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)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | バーチャルリアリティ / 難治性疼痛 / 人工知能 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
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
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