概要
視野狭窄とは，視野の一部を喪失する疾患であり，脳卒中、脳外傷、脳膿瘍などの後遺症としてよく発生します．視野狭窄の一種として，半盲とよばれる，視野の半分が失われるタイプの疾患が存在します．メガネ型デバイスの流行に伴い，難治性の眼科疾患に対する新たな解決策の可能性が現れました．特定の眼科疾患に特化したメガネ型デバイスの設計や，市販のヘッドマウントディスプレイにおける支援ソフトウェアの実装が，計算眼科学の主要な課題です．
本研究は，光学透過型ヘッドマウントディスプレイ（OST-HMD）を利用し，半盲患者の可視範囲を拡大することを目標とします．そして，従来の光学デバイスや単純な画像変換の利用では困難であった適応的視力増強が，提案技術によって達成できることを臨床的に検証します．
患者の可視範囲内で縮小されたリアルタイムビデオを投影することにより，コンテキスト情報を保持しながら，不可視領域の画像を提示することができます． 患者は，overview windowとよばれるリアルタイムビデオを通じて、目に見えない範囲の障害物や危険を探知できます． Overview windowの設定を最適化するために，モグラ叩きタスクなど一連の実験を設計しました．
半盲患者に補助する他の方法として，下の図に示すように，視野の可視範囲の境界にインジケータを表示することが考えられます．この方法は見えない領域の画像を患者に提示するのではなく，見えない範囲にイベントが発生していることを示すという観点から生まれます．インジケータは，見えない範囲内の情報を検出し，危険を早速に回避することやイベントに直感的に対応することに役立ちます．
計算眼科学とSAM
計算眼科学（Computational Ophthalmology）は，SAMという概念の典型的な具現化といえるものであり，拡張現実技術（AR）と仮想現実技術（VR）を駆使し，視覚障がい者の社会生活の質を向上する技術の総称です．
計算眼科学では，視線追跡センサやジャイロセンサを使用し，ユーザの視野情報を取得します．そして，正面のカメラで撮影された映像を，視野情報を基づいて適応的に計算し，ヘッドマウントディスプレイに表示します．このプロセスは，SAMのコアコンセプトであるHuman-in-the-Loopを構成します．
計算眼科学の諸課題は山梨大学茅研究室と協力して行われています．
メンバ
藤代研究室に所属しているメンバは名前の前に藤代研のアイコン
がついています．
| 名前 | 現在の所属 | ホームページ |
|---|---|---|
| 趙 希 |
慶應義塾大学 | |
| 茅 暁陽 | 山梨大学 | 茅研究室 教員紹介 |
| 柏木 賢治 | 山梨大学 | 山梨大学 教員紹介 |
| 郷 健太郎 | 山梨大学 | 山梨大学 教員紹介 |
| 豊浦 正広 | 山梨大学 | 山梨大学 教員紹介 |
業績
下線が引いてある著者は藤代研究室所属しているメンバです．
学術誌
- Keisuke Ichinose, Xi Zhao, Issei Fujishiro, Masahiro Toyoura, Kenji Kashiwagi, Kentaro Go, Xiaoyang Mao: “Enhancing edge indicator for visual field loss compensation for homonymous hemianopia patients,” The Visual Computer, May 2021 (Online First) [doi: 10.1007/s00371-021-02156-9]
- Zhenyang Zhu, Masahiro Toyoura, Kentaro Go, Kenji Kashiwagi, Issei Fujishiro, Tien-Tsin Wong, Xiaoyang Mao: “Personalized image recoloring for color vision deficiency compensation,” IEEE Transactions on Multimedia, March 2021 (early access) [doi: 10.1109/TMM.2021.3070108]
- Zhenyang Zhu, Masahiro Toyoura, Issei Fujishiro, Kentaro Go, Kenji Kashiwagi, Xiaoyang Mao: “LineM: Assessing metamorphopsia symptom using line manipulation task,” The Visual Computer, February 2021 (online first) [doi: 10.1007/s00371-021-02091-9]
- Xi Zhao, Issei Fujishiro, Kentaro Go, Masahiro Toyoura, Kenji Kashiwagi, Xiaoyang Mao: “Enhancing visual performance of hemianopia patients using overview window,” Computers & Graphics, Vol. 89, pp. 59—67, June 2020 [doi: 10.1016/j.caj.2020.04.001].
国際会議・シンポジウム
- Changtong Mao, Kentaro Go, Jianjun Li, Yuichiro Kinoshita, Kenji Kashiwagi, Masahiro Toyoura, Issei Fujishiro, Xiaoyang Mao: “Different eye movement patterns on simulated visual
field defects in a video-watching task,” poster in Proceedings of Cyberworlds 2020 , pp. 153–156, September 29–October 1 (presentaton day: September 30), 2020 [doi:10.1109/CW49994.2020.00033]. - Keisuke Ichinose, Xi Zhao, Issei Fujishiro, Masahiro Toyoura, Kenji Kashiwagi, Kentaro Go, Xiaoyang Mao: “Visual field loss compensation for homonymous hemianopia patients using edge indicator,“ in Proceedings of Cyberworlds 2020, pp. 79–85, Caen, France, September 29—October 1 (presentation day: September 29), 2020 [doi:10.1109/CW49994.2020.00019]
- Lina Chen, Kentaro Go, Yuichiro Kinoshita, Kenji Kashiwagi, Masahiro Toyoura, Issei Fujishiro, Xiaoyang Mao: “Using an eye tracking device to discriminate different symptoms in glaucoma,”
short paper in Proceedings of Cyberworlds 2020, pp. 141–144, September 29–October 1 (presentaton
day: September 30), 2020 [doi: 10.1109/CW49994.2020.00030]. - Xi Zhao, Kentaro Go, Kenji Kashiwagi, Masahiro Toyoura, Xiaoyang Mao, Issei Fujishiro: “Computational alleviation of homonymous visual field defect with OST-HMD: The effect of size and position of overlaid overview window,” in Proceedings of Cyberworlds 2019, pp. 175—182, Kyoto, Japan, October 2—4, 2019 [doi: 10.1109/CW.2019.00036].
発表
- Lina Chen, Changtong Mao, Kentaro Go, Xiaoyang Mao, Masahiro Toyoura, Kenji Kashiwagi, Zhenyang Zhu, Hiromichi Ichige, Ying Tang, Issei Fujishiro, Xi Zhao, Yuichiro Kinoshita：「Use of an Eye-tracking Device for the Detection of Visual Field Defect」，日本バーチャルリアリティ学会第69回サイバースペースと仮想都市研究会，VR学研報，Vol. 25，No. CS-1，CSVC2020-2，pp. 9―13，2020年2月26日
資金
基盤研究（A）：