全国の大学でも珍しいVRによる高齢者疑似体験シミュレーションアプリ開発


田中研では加齢による身体的な変化を学ぶため、HMD(ヘッドマウンテッドディスプレイ)を用いたVR(バーチャルリアリティー)による高齢者疑似体験アプリを開発した。

通常は、高齢者体験グッズを装着して体験するが、田中敏明研究室(上席顧問・研究員、高齢社会総合研究機構、先端科学技術研究センター)では、多様な高齢者・障害者体験ができるVRアプリを開発しました。

 

従来の高齢者体験グッズでは体験できる障害の種類や程度が決まっていましたが、VRアプリでは高齢者の身体機能の低下程度の変更、屋内外や寒冷地での車椅子走行シミュレーションなど、様々な状態を体験することができます。また、複数のHMDを用意することで、複数の学生が同時に実習を行うことが可能です。従来の方法では感染対策の観点からコロナ禍での実習が困難でしたが、VR技術によるシミュレーション体験ではHMDとコントローラーのみを使用するので、感染対策も容易になりました。遠隔シミュレーションでの実施も可能です。

 

(画像クリックで動画を開きます)

 

視覚障害シミュレーション

左図のようにHMD内では視野狭窄の見え方となり、その状態で模擬道路や屋内を歩いて障害を理解する。そのほか、ぼやけや斑点などの白内障、緑内障など

下肢を台に乗せるシミュレーション

筋力低下や関節の間隔低下を体験。(上肢も下肢と同様に体験ができる。)

田中研では、研究・開発を進めている「高齢者・障害者のためのVRを用いた遠隔リハビリゲーム」の技術をわかりやすく普及・情報公開するため本アプリを開発し、高齢機構の医工学等領域の様々院生等の体験等活用する予定です。


振動付き歩行計測訓練用アプリケーション開発


高齢者や障害者の歩行検査トレーニング用アプリ装置を医療現場で用いる試作開発(国内初)

 

背景:高齢者や障害者の臨床でのリハビリでの歩行検査・トレーニング効果検証はセラピストによる観察による動作分析が主である。ときには、大きな病院、研究施設では高価な大型動作解析機器による歩行分析を行うが、施設設置型で大きなスペースを必要とするため、病院施設や在宅での現場での歩行検査は困難である。そこで、セラピストの動作分析を支援するための小型軽量位置センサ2個とスマホ1個を無線で繋いでの歩行分析を可能とした。今までもスマホでの歩行アプリは存在したが、臨床でセラピストが求める左右の足の左右歩幅、左右の各足が床に設置している時間(立脚期時間)は現存するアプリでは難しかった。本機器により、脳卒中等の後遺症である片麻痺患者の左右の歩幅や立脚期時間の違いを数値化可能となった。具体的にはこの開発した歩行アプリを使用することにより、リハビリトレーニング前後での患者の左右の歩幅の違い、歩行速度等をほぼリアルタイムでスマホまたはタブレットに表示フィードバックでき、トレーニングの効果を患者が簡単に理解することが可能となった。これは、高齢者がフレイル(虚弱)へ移行するのを未然に防ぐうえでも歩行データは重要と言われている点からも、本アプリによる高齢者の歩行検査トレーニングにも積極的に利用することが可能である。現在、札幌の脳外科病院にて臨床での本アプリを使用している。今後は、札幌の介護予防センターを通じて、フレイル予防のための高齢者の身体機能トレーニングへと応用する方向であり、在宅での高齢者障害者が使用できるようにしていく。さらに、階段昇降で足が躓かないように足を挙げる位置を振動や音声で知らせるシステムを追加するよう開発中である。なお、本件は下記、特許を含みます。

*関連特許:田中敏明, 敦賀健志,泉隆,大村昭紀, 姿勢変化を注意喚起する装置および方法, 特願2003-145425号(東大、共和電業、東海大)

 

 

本アプリでの高齢者の歩行検査実施状況

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仕様概説:スマートフォン用ソフトウェア「無線式歩行計測アプリケーション」は、各種歩行計測データ(歩幅、歩行速度、歩数、立脚期遊脚機時間)を簡単に精度良く取得でき、検査時間を短縮できるようにするためスマートフォン、小型軽量位置センサを利用しています。セラピストや本人被験者は、このアプリケーションを使用することによって被験者自身に負担少なく(センサ1個重量15g)自然な状態の歩行検査を行うことができます。また、検査データを検査後、スマホまたはPC等で閲覧、編集することが可能になっています。下記が、システム構成は開発した歩行アプリをインストールしたスマートフォンと軽量小型位置センサ(下記構成図)です。

スマホでのデータ表示例

1.     歩行時の左右の各足が床に設置している時間(立脚期時間)

2.     平均歩行速度[cm/]

3.     左右の各歩幅[cm]

 

4.     歩数[step/min]1分間の歩数