| 講演名 | 2020-12-18 ブレインコンピュータインターフェースのための上肢仮想現実システムの開発 鈴木 愛之(阪大), 田中 郁哉(阪大), ミロセビッチ マティヤ(阪大), 野村 泰伸(阪大), |
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| 抄録(和) | 脊髄損傷等の運動障害を有する患者の多くは，上肢の運動制御を十分に行うことができない．こうした患者の運動機能改善を目的として，ブレイン・コンピュータ・インターフェース (brain-computer interface, BCI) システムの開発が進められている．リハビリテーションを目的としたBCIシステムは通常，仮想現実 (バーチャルリアリティ) を用いた視覚フィードバックを患者に提供する．そこで本研究では，Unity (Unity Technologies, USA) を用いて構築した一人称視点の仮想現実腕に対し，Blender (Blender Foundation, Nederland) により屈曲運動および伸展運動を加えることで，手関節と肘関節の屈曲・伸展運動を表現する仮想現実システムを開発した．また，本システムはリアルタイムでの仮想現実腕の関節角度のフィードバックが可能であると同時に，Matlab (The Mathworks, USA) を介した外部制御機構も備えている．我々が行った予備試験では，本仮想現実システムが生成する視覚フィードバック情報は脳活動の事象関連同期 (event-related synchronization, ERS), 事象関連脱同期 (event-related desynchronization, ERD) や運動誘発電位 (motor evoked potential, MEP) を変化させること，つまり，脳機能や皮質脊髄路興奮性に影響を与えることが確認できた． |
| 抄録(英) | Individuals with neurological impairments such as spinal cord injury (SCI) often have impaired ability to control their upper-limbs. This has led to the development of brain-computer interface (BCI) systems that can help improve their motor function. BCI systems typically involve using a virtual reality environment to display motor imagery tasks with the aim of producing event related desynchronization (ERD) and synchroniza-tion (ERS) of the brain activity. In this study, we developed a virtual reality system that can display wrist and elbow flexion and extension up-per-limb movements. Specifically, in Unity (Unity Technologies, USA), we designed an object representing the left and right arms and the cam-era was adjusted such as to provide first person point of view of both hands. The wrist and elbow flexion and extension movements were ani-mated using the Blender (Blender Foundation, Nederland) software. Finally, the wrist and elbow angles were computed and streamed in re-al-time to a TCP/IP port. This system allows real-time joint angle feedback, while also having the capability for external control through Matlab via TCP/IP (The Mathworks, USA). Our preliminary testing showed that this system can elicit ERD / ERS of brain activity and changes in motor evoked potentials. Therefore, an interface between the brain the computer was developed which can affect brain dynamics. |
| キーワード(和) | ブレイン・コンピュータ・インターフェース / 仮想現実 / リハビリテーション |
| キーワード(英) | brain-computer interface / virtual reality / rehabilitation |
| 資料番号 | MBE2020-24 |
| 発行日 | 2020-12-11 (MBE) |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | MBE / NC |
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| 開催期間 | 2020/12/18(から1日開催) |
| 開催地（和） | オンライン開催 |
| 開催地（英） | Online |
| テーマ（和） | ME, NC, 一般 |
| テーマ（英） | |
| 委員長氏名（和） | 渡邉 高志(東北大) / 鮫島 和行(玉川大) |
| 委員長氏名（英） | Takashi Watanabe(Tohoku Univ.) / Kazuyuki Samejima(Tamagawa Univ) |
| 副委員長氏名（和） | 奥野 竜平(摂南大) / 大須 理英子(早大) |
| 副委員長氏名（英） | Ryuhei Okuno(Setsunan Univ.) / Rieko Osu(Waseda Univ.) |
| 幹事氏名（和） | 中村 和浩(秋田県立循環器・脳脊髄センター) / 安部川 直稔(NTT) / 内部 英治(ATR) |
| 幹事氏名（英） | Kazuhiro Nakamura(Akita-noken) / Naotoshi Abekawa(NTT) / Eiji Uchibe(ATR) |
| 幹事補佐氏名（和） | 辛島 彰洋(東北工大) / 赤澤 淳(明治国際医療大学) / 瀧山 健(東京農工大) / 我妻 伸彦(東邦大) |
| 幹事補佐氏名（英） | Akihiro Karashima(Tohoku Inst. of Tech.) / Jun Akazawa(Meiji Univ. of Integrative Medicine) / Ken Takiyama(TUAT) / Nobuhiko Wagatsuma(Toho Univ.) |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Technical Committee on ME and Bio Cybernetics / Technical Committee on Neurocomputing |
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| 本文の言語 | ENG-JTITLE |
| タイトル（和） | ブレインコンピュータインターフェースのための上肢仮想現実システムの開発 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Development of an upper-limb virtual reality system for brain-computer interface |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | ブレイン・コンピュータ・インターフェース / brain-computer interface |
| キーワード(2)（和/英） | 仮想現実 / virtual reality |
| キーワード(3)（和/英） | リハビリテーション / rehabilitation |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 鈴木 愛之 / Yoshiyuki Suzuki |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 大阪大学(略称：阪大) Osaka University(略称：Osaka Univ.) |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 田中 郁哉 / Fumiya Tanaka |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 大阪大学(略称：阪大) Osaka University(略称：Osaka Univ.) |
| 第 3 著者 氏名（和/英） | ミロセビッチ マティヤ / Matija Milosevic |
| 第 3 著者 所属（和/英） | 大阪大学(略称：阪大) Osaka University(略称：Osaka Univ.) |
| 第 4 著者 氏名（和/英） | 野村 泰伸 / Taishin Nomura |
| 第 4 著者 所属（和/英） | 大阪大学(略称：阪大) Osaka University(略称：Osaka Univ.) |
| 発表年月日 | 2020-12-18 |
| 資料番号 | MBE2020-24 |
| 巻番号（vol） | vol.120 |
| 号番号（no） | MBE-301 |
| ページ範囲 | pp.24-24(MBE), |
| ページ数 | 1 |
| 発行日 | 2020-12-11 (MBE) |