高齢化社会における認知症ケアのためのシリアスゲームのレビュー

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認知活動・脳トレ

A Review on Serious Games for Dementia Care in Ageing Societies

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7279699/

https://www.semanticscholar.org/paper/Serious-Games-for-Dementia-Tong-Chan/c7edad81d71499a91895856caa6fd7dbdd0a5e9b

要旨

認知症は高齢化社会を脅かす重篤な疾患であり、患者の身体的、精神的に大きな被害をもたらすだけでなく、患者の家族にも大きな負担を強いている。認知症の治療には、これまで薬物療法が用いられていたが、ほとんど成功していなかった。

しかし、シリアスゲームは認知症治療の新たな形として、様々な治療法の中で際立ち、認知症治療の道を切り開いている。高齢化社会における認知症ケアのためのシリアスゲーム(SGDC)の分野では、このテーマに関する研究が豊富に存在する。しかし、開発ルートの詳細な検討や、認知症の特徴を分類するフレームワークが必要とされている。また、ゲームの数が多く、効果的なものを選ぶのが難しい。

しかし、SGDCについては、統一的で包括的な評価方法がないのが現状である。そのため,信頼性の高い評価モデルの研究が必要である.本論文では、これらのSGDCに関する既存の研究を2つの観点からレビューする。(1)SGDCの発症、(2)認知症ステージごとの症状の違い、の2つの観点から、SGDCに関する既存の研究をレビューする。また,既存の評価方法の単純さを補うために,SGDCの治療効果を包括的かつ専門的に評価するモデルを提案する。最後に、SGDCに関する考察を行う。

キーワード 認知症ケア、シリアスゲーム、高齢化社会、治療、評価

要旨

認知症ケアのためのシリアスゲーム(Serious Games for Dementia Care: SGDC)に関する既存の研究を2つの視点からレビューする。(1)SGDCの開発、(2)認知症ステージの違いによる症状の違い、の2つの観点から検討する。また、既存の評価方法の単純さを補うために、SGDCの治療効果を包括的かつ専門的に評価するモデルを提案し、議論する。

I. 序論

世界的な少子化の進展に伴い、「高齢化社会」とそれに関連した問題が頻繁に研究されているが、その中でも認知症はその治療法が大きく取り上げられている。世界保健機関(WHO)によると、認知症患者の91%が高齢者であり、認知症の最上位に位置している。また、認知症の患者数は5,000万人で、年間1,000万人のペースで増加している。当初、認知症治療の研究は主に薬物療法に集中していたが、ほとんど成功していなかった[1]。そこで、研究者たちは、認知症と闘うための新しい方法を開発しようとしてきた。様々な方法がある中で、非娯楽的な目的(学習や治療など)を持ったシリアスゲーム[2]は際立っている。Tárragaら[3]が示すように、ゲーム療法は他の治療法(従来の心理的刺激や薬物治療など)と比較して患者の認知能力に優れた効果があり、認知症の治療に真剣なゲームが適していることを示している。

それゆえ、本格的なゲーム療法は認知症ケア研究のホットスポットとなり、多くの関連研究が行われていた。当初は、華龍島、ジグソーなどの伝統的なボードゲームが認知症ケアのツールとして利用されてきた[4], [5]。技術の発展に伴い、一部のビデオゲーム(アングリーバード、カートライダーなど)を認知症治療に利用するケースが増加しており、良好なパフォーマンスを示している[6]。しかし、上記のゲームに共通しているのは、認知症治療に特化したゲームではないということである。つまり、認知症を治療するという明確な目的がないため、ターゲットを絞った適切な治療を提供できないということである。そこで、認知症の治療をより適切に行うために、よりカスタマイズされたゲームが開発されることが多くなっている。例えば、「Minwii」「Big Brian Academy」「Kitchen」「Cooking」などのゲームは認知障害の治療を目的としている[7]-[9]し、「Wiifit」「Wii Sports」などのゲームは運動障害の治療を目的としている[10]。SGDCは以前から研究が進められてきたが、開発過程の体系的なレビューはない。このギャップを埋めるために、研究者が短期間でSGDCの開発をよりよく理解するのに役立つことを期待して、SGDCの開発段階をまとめた。

多くの長期的な研究を経て、SGDCに関する多くの研究がSGDC分野に貢献してきた。学者たちは、これらの既存のSGDCをさまざまな観点から検討した。例えば、一部の研究者は、これらのシリアスゲームを非電子ゲームと電子ゲームに分け、また、対象とする症状(認知障害、運動障害など)の違いに基づいて検討した [1], [11]-[13]。しかし、それらの多くは、研究者や開発者にさらなる探求のための明確な方向性を与えるには、あまりにも広い範囲を持っている。さらに、ステージの異なる認知症症状の特徴も無視されている。そこで、本研究では、認知症ステージごとに異なる症状の特徴を分析し、それに基づいたSGDCのカテゴリーを提示することで、研究者に信頼性の高い指針を提供している。

認知症治療におけるシリアスゲームの有効性はエビデンスによって示されているが、ゲームの評価には信頼性の高い評価方法が必要である。現在の研究の多くは、ミニ精神状態検査(MMSE)やモントリオール認知評価(MoCA)などの質問紙や小テストを用いて評価を行っている [14], [15]。いくつかの研究者は、ゲームが人に与える影響を調べるために生理学的信号(例えば、脳波、EDAなど)を使用している[16], [17]。しかし,これらの既存の評価方法は,主に一群の参加者を対象としたものであり,結果がランダムであったり,不確実であったりして,網羅性や権威性に欠けている.これらの問題を解決するために,本論文ではSGDCの治療効果を評価するためのモデルを提示する.この評価モデルは、異なるグループ(患者と専門家)を巻き込み、複数の手法(アンケートテスト、ゲーム結果、専門家によるレビュー、生理的シグナル)を組み合わせたものであり、他の手法とは異なる。この違いは、我々のモデルが他の手法よりも優れている点でもある。

本論文では、SGDCの開発経緯を説明し、認知症ステージ別の症状別に既存の研究成果を体系的にレビューし、研究者のための明確な指針を提示する。そして、既存の評価方法の簡便性を補うために、SGDCの評価モデルを提案する。本論文は以下のように構成されている。第2節では、SGDCの発展段階をボードゲームの段階、ビデオゲームの段階、バーチャルリアリティゲームの段階とし、第3節では、異なる認知症ステージの症状に基づくSGDCの分類と、多人数参加と多手法の組み合わせによる評価モデルを示し、最後に、第4節で関連する議論と今後の展望を述べ、第5節で結論を述べる。

II. SGDCの発展

一般的に健康問題は薬物治療に頼る傾向があるが、認知症も例外ではない。しかし、認知症の薬物治療はほとんど効果がないことが研究で示唆されているのに対し、本格的なゲームは認知症ケアの道を切り開いている[1]、[3]。ここでは、SGDCの進化をボードゲーム、ビデオゲーム、バーチャルリアリティゲームの3つのステージに分けて説明する。図 1 は、SGDC の各ステージ、代表的なゲームとそれに対応するメリット・デメリットを含む SGDC の発展を示したものである。また、これら3種類のゲームの関連技術と対象となる症状を表1にまとめ、患者や介護者が合理的なゲームを選択しやすいようにしている。

表1 SGDC向けゲームの種類別比較

ゲームの種類 関連技術 対象となる症状
ボードゲーム 主に認知障害を目的としています
ビデオゲーム ゲームエンジン技術、コンピュータグラフィックスなど。 主に認知障害を目的としています
VRゲーム 体性感覚技術、3Dグラフィックス生成技術、センサー技術など。 認知障害と身体障害

図1 SGDCの進化

A. SGDCのためのボードゲーム

一般に、ボードゲームは、プレイヤー同士の対面を必要とする多人数参加型ゲームの一種であることが知られている。ボードゲームでは、プレイヤーは物事を記憶し、お互いにコミュニケーションをとり、合理的な推論をする必要があり、記憶力を鍛え、言語表現力を向上させ、社会的感情を養い、推論力を養うことができる[18], [19]。また、認知症は患者の記憶力、認知力、感情コントロール能力を低下させるが、ボードゲームはこのような能力を鍛えるのに役立つ。そこで、多くの研究者が認知症ケアにボードゲームを応用していた。

Chen [20]の実験では、ボードゲームは認知症の治療に良い効果があることを検証した。例えば、チェッカーは脳細胞を活性化させ、思考力を鍛えることができ、そろばんは指の柔軟性を鍛え、手と目の協調性や計算力を鍛えることができ、ポーカーは記憶力や思考力を向上させ、社会的なコミュニケーション能力を鍛えることができる。また、Linら[21]は、中国語の碁は患者の社会的スキル、推論能力などを強化することができると提案している。

一般的に、ボードゲームは認知症の患者にとって有益なものである。さらに、このようなゲームのインタラクティブ性は、参加者がお互いにコミュニケーションをとることを可能にする。そのため、患者のコミュニケーションへの興味を喚起しやすく、このようなゲームの状況下で社会性を養うことができる。また、ボードゲームには有形の小道具が必要であり、参加者はこれらの小道具と対話しなければならないため、触覚と手の柔軟性を強化することができる。

ボードゲームにも限界がある。多人数参加の要件のために、プレイ活動を組織化することが困難である。例えば、スペースの制約があると、遠隔での共同作業やコントロールができない。したがって、介護者とすべての患者が一箇所に集まらなければならない。それとは別に、戦略ゲームやロールプレイングゲームのようないくつかのボードゲームは、認知症患者には難しすぎるため、ゲーム形態の単純化につながる認知症ケアのためのボードゲームはほとんど残っていない。また、ボードゲームをプレイするプロセスはプレイヤーに大きく依存するため、全体のプロセスをプログラム化できないため、期待した効果が得られない可能性がある。

B. SGDC向けビデオゲーム

コンピュータ技術の発展と認知症ケアにおけるボードゲームの見かけ上の限界を考慮して、ボードゲームに代わる認知症の代替手段として電子ゲーム(ビデオゲームとも呼ばれる)が検討されている。ビデオゲームは、携帯電話、パッド、ラップトップなどの電子機器を介して、プレイヤーがコンピュータと対話するゲームの一種である。ビデオゲームはボードゲームに比べて種類が豊富で、認知症の症状に合わせてデザインや開発が可能なものもある。そのため、テレビゲームはSGDCの分野ではすでに多くの研究者の注目を集めている。

一般的に、ほとんどのボードゲームはビデオゲームとして設計することができる。Jimisonら[22]はポーカーとビデオゲームを組み合わせてFreeCellカードゲームを作成した。ゲーム中のキーボード入力やマウスの動きのデータをモニターして、認知症高齢者の認知評価を行う。

これらのボードゲームベースのビデオゲームに加えて、他の治療法と組み合わせて設計された新しいビデオゲームも数多く存在する。例えば、Benvenisteら[7]は音楽療法をゲームに応用し、MINWiiを開発した。MINWiiでは、プレイヤーは介護者によって仮想キーボード上で特定の曲を演奏したり、自分の音楽を即興で演奏したりするように指導される。その結果、彼らのゲームは患者の多感覚パフォーマンスを向上させて症状を緩和できることが示された。Changら[23]は、回想療法と彼らのゲームであるフードスタンプを組み合わせた。中国では、1960年代にフードスタンプは食料を購入するための資格である。患者の記憶と認知能力を回復させるために、ゲームの背景を1960年代に設定し、フードスタンプで食べ物を買うシーンをシミュレートして、患者にプレイしてもらうようにした。

さらに、多くの研究者がライフスキルをゲームに統合し、一連のゲームを開発している。Lopez-Martinezら[24]はギフト購入ゲームをデザインした。ゲーマーは、コンピュータ上のゲームプラットフォームを介して、妥当な予算内で家族のためにプレゼントを購入するように求められる。このようなゲームは、ゲーマーの計画性や計算能力を鍛えるだけでなく、家族との絆を深めるのにも役立つ。Maneraら[25]は、軽度の認知障害を持つ患者の治療に「キッチンと料理」ゲームを応用した。”Kitchen and Cooking “は、料理のプロットに基づいたゲームである。調理中、プレイヤーは正しい食材を選択し、調理プロセスをアレンジする必要があり、プレイヤーの計画性と実践的な能力を鍛えることができる。生活の中でアイテムを識別する能力を訓練するために、Guiaら[26]は、患者がアイテムを正しく認識できるようにするために、Co-Brain Training ToolとAlzGame Toolという2つのインタラクティブで協調的なゲームを設計し、このようにして患者の認知能力を向上させた。

簡単に言えば、認知症ケアにおけるビデオゲームの応用は、SGDCの発展を大きく促進した。ビデオゲームはボードゲームの代わりになるだけでなく、それ自体が新しい形やカテゴリーを多く持っている。さらに、ビデオゲームは、音楽、効果音、視覚効果、クエスト報酬などの興味深い要素があるため、プレイヤーの自発性をより喚起することができる。最後に、ビデオゲームのプロセスは、このように、より望ましい結果につながる、プログラムすることができる。

上記のような利点にもかかわらず、ビデオゲームには欠点がある。第一に、対面でのコミュニケーションがないため、コミュニケーション能力や社会性を十分に発揮することができない。そのため、ゲームデザインの段階で、チームワークを重視したゲーム性の高い課題を追加する必要がある。第二に、このようなゲームは、パッド、ラップトップ、電話などの電子機器でプレイされるため、プレイヤーはゲーム中に画面の前にいなければならず、視力を損なう。したがって、ゲーマーはタイムリーに目を休める必要があり、開発者は目を保護することができる新しいスクリーン材料を見つける必要がある。また、高齢者は視力が低下しているため、ゲームの文字やアイコンが高齢者には読みにくい場合がある。そのため、ゲームをデザインする際には、この問題を考慮して、柔らかい色や明るさ、文字やアイコンの大きさなどを工夫する必要がある。

C. SGDCのためのバーチャルリアリティゲーム

バーチャルリアリティ(VR)ゲームとは、その名の通り、仮想世界を舞台に、現実世界にいるかのような刺激的な視覚・聴覚・触覚体験をプレイヤーに提供するものである[27], [28]。つまり、仮想的で生々しい感覚をプレイヤーに与えることができるゲームは、モーションセンシングゲームなど、すべてVRゲームに属する。VR や体性感覚技術の継続的な発展に伴い、VR をベースにした本格的なゲームの人気が高まっており、認知症ケアへの VR ゲームの活用が魅力的になってきている。

上記の説明の通り、モーションセンシングゲームは、仮想ゲームの一種であり、主にプレイヤーの身体的なトレーニングを中心としたゲームである。この種のゲームでは、プレイヤーは体の動きを利用してゲームの進行をコントロールする必要がある。例えば、Wii-Fit[10]では、ヨガ、筋力トレーニング、バランスゲームなど、ゲーマーが選択できる代替スポーツのセットが用意されている。また、FitForAll[29]では、体性感覚装置やスクリーンを利用して、ゲーマーが身体運動を行うための半仮想環境を提供している。上記の2つのゲームは、プレイヤーのバランスを運動させ、認知障害に加えて運動障害を緩和することができる。さらに、モーションセンシングゲームの中には、認知障害を緩和することができるものもある。例えば、Urturi Bretonら[30]は、認知症の高齢者のためにKinect技術に基づいてKiMentiaを設計した。KiMentiaでは、ゲーマーは、正しい音節を選び出す、正しい文字や単語を選ぶなどの特定のタスクを完了させるために、体の動きを通じてゲームプロセスを制御する。KiMentiaが患者の心身の健康に有益な効果をもたらすことが示されている。さらに、Heら[31]は、ジェスチャー認識をシリアスなゲームに統合した。彼らは、通常のカメラの代わりに3D奥行きカメラを使用して、身体ジェスチャー認識を実現し、ゲームデータを取得している。ゲームプロセスには、記憶練習、推論力練習、計算練習、空間認識練習が含まれており、認知症患者が総合的なリハビリテーション訓練を受けられるようになっている。

さらに、視覚効果に特化したVRゲームもある。例えば、Tovertafel[32]は、インタラクティブ性の特徴を応用したものである。Tovertafelの作品では、インタラクティブな投影技術を利用して、花や葉っぱのような実際のアイテムをシミュレートし、ゲーム中にプレイヤーが対話できるようにしている。このようにして,参加者はゲームをプレイして身体活動をしたいと思うようになる.Maneraら[33]は、認知障害に対処するために画像ベースのレンダリングVRを利用した。彼らは、参加者を2つのグループに分け、与えられた絵の中から特定のゴールを見つける必要があるという対照実験を行った。一方のグループには紙ベースの絵を、もう一方のグループにはVRベースの絵を与えた。その結果、後者のグループの方がゲーム中のポジティブなフィードバックが多く、エラーが少なく、パフォーマンスが良いことが分かり、SGDCにとってバーチャルリアリティ技術が大きな意味を持つことが分かった。

SGDCにおいて、仮想現実ゲームは、BurdeaとCoiffet[34]が提案したVR技術の3I特徴、すなわち「没入感」、「対話性」、「想像力」に反映された独自の優位性を持っている。没入感は患者の治療への参加意欲を喚起し、治療効果を高めることができる。相互作用性は、ゲーマーがゲームシステムまたは他のゲーマーとの相互作用を持つことを必要とし、これにより患者は包括的な治療を得ることができる。想像力は、参加者の創造性を刺激し、参加を促すことができ、これにより、参加者の想像力を刺激し、認知的、精神的、身体的レベルでの障害を緩和することができる。それとは別に、VRゲームの徳性のおかげで、ゲーム中に多少のミスがあっても、患者が身体的に傷つくことはない。

とはいえ、SGDCのVRゲームにはまだ欠陥がある。コストが高く、VR技術に基づいた大規模なゲーム機器は、ほとんどの患者にとって手頃な価格ではない。その上、VRゲームの極端な感覚体験は、吐き気を引き起こす可能性もある。さらに、ほとんどのバーチャルリアリティゲームは、鮮明なゲーム環境を作るための没入感と刺激が強いため、心臓疾患を持つ高齢者の中には、そのようなゲームをプレイできない人もいる。したがって、ゲームを設計するとき、開発者は、ゲーマーのイニシアチブを喚起することができるだけでなく、高齢者に悪い影響を与える可能性のある極端な刺激を与えないように、VRゲームの強度の制御にもっと注意を払う必要がある。

III. 認知症ステージ別SGDCとその治療効果評価モデル

本節では、SGDCについて、異なる認知症ステージに基づくカテゴリーと治療効果の評価モデルについて述べる。セクションAでは、異なる認知症ステージの特徴を分析し、それに基づいてSGDCのカテゴリーを提示する。それに基づいてSGDCのカテゴリーを提示する。他のカテゴリー[1], [11]-[13]と比較して、本カテゴリーは認知症ステージの特徴に焦点を当てており、研究者に明確な指針を与えるだけでなく、患者により適切な治療を提供することができる。図 2 に SGDC のカテゴリーを示す。表2は、認知症ステージ別に関連するゲームをまとめたものである。さらに、第B節では、SGDCの治療効果を評価するために、複数のグループが参加し、複数の方法を組み合わせた評価モデルを提案する。このモデルでは、異なるグループ(患者と専門家)が参加し、複数の方法(アンケートテスト、ゲーム結果、専門家によるレビュー、生理的シグナル)を組み合わせることで、他の方法とは異なる評価を行っている。分かりやすくするために,図3にSGDCの治療効果評価モデルを示す.

表2 認知症のステージによって異なる症状のためのシリアスゲーム

ステージ ゲームの種類 関連文献 ゲーム 能力の向上
初期段階 認知 Byun etal。 Fitt&Hickゲーム 識別短期記憶反応
北越他  記憶ゲーム 反応記憶
Boletsis etal。 ピンボールリコール 問題解決論理的推論
アンゲラら。 NeuroRacer 手と目の協調
Tost etal。 スマートエイジング 記憶注意空間的方向性
ミドルステージ 認知 Tong etal。 エグゼクティブタイムターゲットゲーム 反応
Imbeault etal。 ポイントクリックゲーム 認識する計画対象
リンら。 植栽ゲーム 観察
濱田ほか  ペット型ロボット コミュニケーション観察体の動き
Tapus etal。 社会福祉ロボット 通信メモリ
物理的 Soares etal。 SIRTETゲーム バランス筋力
ユングら  Wii 全体的な幸福
Agmon etal。 WiiFit バランス注意と調整迅速な運動反応
統合(認知および物理) Unbehaun etal。 Exergame 記憶肢と筋肉の強さ
de-Urturi etal。 Kinectベースの仮想ゲーム 体の動きを認識するオブジェクト
加山ほか  Kinectベースのエクササイズゲーム 転倒防止計画
Chilukoti etal。 支援技術システム 筋力問題解決記憶
AAB Arntzen  学習ゲーム 認知能力身体能力
後期 認知 該当なし
物理的 該当なし
統合(認知および物理) 該当なし

図2 認知症のさまざまな症状と段階に基づくSGDCのカテゴリー

図3 SGDCの治療効果の評価モデル

A. 認知症の異なる病期に対するSGDC

認知症は恐ろしい病気であり、認知症の治療に関する綿密な研究により、シリアスゲームは認知症ケアにおいて重要な役割を果たした。認知症のさまざまな段階と症状を理解することによってのみ、深刻なゲームは、患者に合理的かつ効果的な治療法を提供することができる。WHOによると、認知症の期間は初期、中期、後期の3つの段階に分けられている。初期段階は、正常な老化と認知症の中間の状態である。初期段階では、物忘れ、慣れ親しんだ場所での物忘れなどの症状が現れる。これらの症状を総称して軽度認知障害(MCI)といいます。中期になると、初期の症状が悪化し、コミュニケーション障害やセルフケア能力の低下などの新たな症状が現れ、認知障害や身体障害と総称される。後期になると、セルフケア能力の低下、重度の精神障害に加えて、時間や場所の認識ができなくなる。そこで、患者に的を絞った治療を提供するために、上記のような異なる認知症の病期や症状に応じたSGDCのカテゴリーを提示する。図2は、認知症の症状や病期の違いによるSGDCの分類を示したものである。

1)早期認知症のSGDC

初期段階では、記憶力や思考力の軽度な低下など、通常の加齢とは区別しにくい認知機能の変化が見られるだけである。しかし、診断・治療が間に合わない場合には、中・後期にステップアップし、患者やその家族に大きな被害をもたらすことになる。そこで、認知機能のスクリーニングとトレーニングを目的とした本格的なゲームがセットになっている。

Fitt&HickゲームとMemoryゲーム[35], [36]は、どちらも絵の観察に基づいている。これらのゲームの具体的なタスクには,絵の色の識別,絵の内容や位置の学習などがある.これらのゲームの主な目的は,認知障害の有無を確認し,素早い反応力,識別力,長短記憶力などの様々な認知能力を鍛えることである.

上記2つのゲームは簡単なタイプである。また、ルール発見ゲーム、共通技能ゲーム、生活場面ゲームなどのやや難しいゲームもある。ルールファインディングゲームであるピンボール・リコールゲーム[37]は、Costas BoletsisとSimon McCallumによって開発されたゲームである。このゲームでは、ルールを見つけるためのヒントとして例が与えられる。ルールを発見した後、ゲーマーはそれに応じて特定のタスクを完了することが求められる。どうやら彼らのゲームは、プレイヤーの問題解決能力と論理的推論能力をテストし、行使することができるようである。それとは別に、Angueraら[38]はNeuroRacerという一般的なスキルゲームを設計しており、これは運転シナリオをシミュレートして、仮想環境で信号のある高速道路を運転させている。運転中、ゲーマーは交通規制を遵守し、車の方向や速度を制御しなければならず、これはプレイヤーの手と目と脳の協調性を訓練し、認知レベルを向上させることができる。また、Tostら[39]は、3D技術を用いて日常の生活シーンをシミュレートし、高齢者が特定の生活タスクを完了するように誘導する3Dゲーム、Smart Ageingという生活シーンゲームを開発した。

2) 中期認知症SGDC

中間期になると、認知障害が重症化するだけでなく、身体的にも様々な障害が現れてく。そのため、この段階では、発見よりも治療が第一の使命となる。そのため、この段階の症状の特徴に応じて、認知障害や身体障害の治療を目的としたゲームが多く開発されている。

認知障害の症状に対処するために、いくつかのゲームが提案された。Tongら[40]は、患者の反応を高めることができるExecutive Timed Target Gameを設計した。また、Imbeaultら[41]は、調理シナリオに基づいたポイントアンドクリックゲームを認知症の治療に応用した。料理シナリオでは、パンを焼く、コーヒーを淹れるなどの特定のタスクを完了させることで、患者の計画性や対象物を認識する能力を鍛えることができる。Lin と Chen [42] は、植栽シナリオをシミュレートしたビデオゲーム「Planting Game」を設計した。このゲームでは,木の健全な成長を保証するために,プレイヤーは輝度や温度などのパラメータを調整する必要がある.結果は、植栽のプロセスが患者の認知力を向上させることを示した。これらの伝統的なビデオゲームとは別に、ロボット治療に基づいて設計された本格的なゲームもある。ペット型ロボット[43]や社会支援ロボット[44]、[45]は、プレイヤーをロボットと対話させ、観察力、コミュニケーション力、記憶力、身体運動などの様々な能力を発揮させるように誘導するものである。実際には、認知症の初期段階から中期段階への移行は徐々に変化していく過程であるため、ゲームの応用における認知障害の治療には、中期段階と初期段階の明確な境界線は存在しない。そのため、患者の具体的な状況に応じて柔軟に対応することができる。

さらに、身体障害を単独で緩和するように設計されたゲームもあれば、認知障害に対処すると同時に身体障害を緩和するように設計されたゲームもある。身体障害については、いくつかの研究が行われている。例えば、Soaresら[46]は、SIRTETゲームを高齢者の身体的リハビリテーションに適用した。ゲーム中、ゲーマーは、目標物にぶつかったり、障害物を避けたり、物にぶつかったり避けたりする必要があり、高齢者のバランス能力や筋力を鍛えることができる。また,WiiやWiiFitは身体障害の治療に広く利用されており,Jungら[47]とAgmonら[48]はそれぞれWiiとWiiFitの治療効果を検証するための実験を行った。その結果、上記2つのゲームは、患者のバランス、反応、筋力などを改善できることが示された。実際、身体活動は認知運動を伴うことが多いので、より多くのゲームで認知運動に取り組むことができる。したがって、より多くのゲームは、認知障害に対処し、同時に身体障害を追体験することができる。そのほとんどが体性感覚ゲームである。Unbehaunら[49]、Urturiら[50]、Kayamaら[51]はそれぞれ異なる体性感覚ゲームを開発した。彼らのゲームでは,カメラベースの体性感覚技術を用いて,プレイヤーとゲームシステムとの間のインタラクションを実現している.このインタラクションでは,プレーヤはスポーツ,暗記,計画作成などの様々なタスクを完了させなければならず,これにより,計画,記憶,問題解決などの認知能力と,手足や筋力,転倒防止,身体運動などの身体能力を同時に向上させることができる.以上の3つのゲームは、いずれもカメラを利用した体性感覚技術を利用したものであった。また、他のセンサーを利用してプレイヤーの情報を取得するゲームもあった。Chilukotiら[52]は,携帯用ミニステーショナリーバイクにホール効果センサーを設置し,プレイヤーの思考をゲームシステムに送信した。このゲームでは、プレイヤーはミニバイクを漕ぐことで、自分の判断で正しい選択肢を選択する必要があり、認知能力と身体能力を同時に向上させることができる。また、AAB Arntzen[53]は、高齢者の認知能力と身体能力を向上させることを目的としたスポーツやダンス活動に関連した本格的なゲームのコンセプトと要件を考え出した。Arntzen のアイデアは、シリアスゲームのデザインに指針を与えてくれた。例えば、ゲームの面白さ、実用性(高齢者の視力や聴力の低下への対応)有効性などを重視した設計が必要である。

3) 後期認知症SGDC

WHOによると、末期の患者さんの状態は悪いとされている。多能性が著しく損なわれており、認知機能や運動機能がほぼ完全に失われている状態である。しかし、本格的なゲームを認知症の治療に応用した場合、ゲームのルールを理解できる認知能力と、ゲームを完遂するための体力が必要となる。そのため、シリアスゲームは後期の患者の治療には適していない。そのため、このような患者を対象とした既存のシリアスゲームの事例はほとんどない。

全体的に、初期段階では、認知症の診断と患者の認知能力の向上が主な目的である。通常、一般的なテレビゲームでこの段階のニーズを満たすことができる。一方、中段階では、診断よりも治療が優先される。さらに、中年期のゲームは患者の認知能力だけでなく身体能力も鍛えることができるので、体性感覚ゲームは中年期の患者にも応用がきく。

B. 治療効果の評価モデル

シリアスゲームは認知症の治療に広く使われている。したがって、シリアスゲーム療法の効果は保証されなければならない。そのため、SGDCの効果的な評価方法が必要である。現在、ゲームの治療効果を評価する方法は数多くあるが、いずれも主にアンケートテストや生理信号を用いて行われている。これを踏まえて、我々はさらに、ゲーム結果と専門家によるレビューの2つのモジュールを評価モデルに追加した。すなわち、アンケートテストやゲーム結果は主に患者の気持ちやパフォーマンスに基づくものであり、プロのレビューや生理的シグナルはプロの視点に基づくものである[2]。特に、本研究では、概念的な評価モデルを提示することを目的としており、研究者にSGDCの評価における新たな道を提供することができる。このように、各モジュールの具体的な実装や全体のモデルについては、今後の研究開発が必要である。分かりやすくするために、SGDC の治療効果の評価モデルを図 3 に示す。

シリアスゲームの治療効果を評価する方法としては、アンケートテストが最も一般的であり、その結果は直感的で分析が容易である。また、このタイプの方法は、より患者の気持ちに焦点を当てた、より人道的な方法である。標準的な小テストには、Mini-Mental State Examination (MMSE)、Montreal Cognitive Assessment (MoCA)、Confusion Assessment Method (CAM)、Richmond Agitation-Sedation Scale (RASS)などがある。いくつかの参考文献を例に挙げると、[54]-[57]では、標準的な質問票(MoCA、MMSE、CAMなど)や自作の質問票を使用して、それぞれの実験要件を満たしている。

生理信号に反映される反応は制御できず、人間の実際の感情に近いものであるため、患者の生理信号を介してゲームの効果を客観的、正確、リアルタイムに検証する方法である。また、リアルタイムデータを用いて患者の状態を分析することは、より効率的である。ゲームが人に与える影響を探るために生理信号を利用した研究もある。Wenら[16]とQiら[17]は認知症患者の状態を評価するために脳波(EEG)信号を収集した。また,Perugiaら[58]は,認知症患者の心理的反応を探るために,ソーシャルロボットとのインタラクション中のEDA(電気皮膚活動)を収集した。

さらに、このモデルにゲーム結果と専門家によるレビューという2つの要素を加え、提示された評価モデルをより専門的で包括的なものにした。一つには、高齢者のゲーム結果を観察して記録することは、ゲームの治療効果を評価するための簡単でわかりやすい方法である。あるゲームの治療効果を評価するために、ゲーム中の患者の成績の変化に目を光らせておくことができる。例えば,あるゲームの得点はプレイヤーの反応能力を反映しており,ゲームの精度は記憶状態や問題解決能力などを表している。もう一つは、認知症の医学的知識と自分の患者の状態をよりよく理解することで、専門家はより良いアドバイスをすることができる。そのため、専門家がSGDCの評価に参加することが不可欠である。例えば、将来的に高齢者のゲーム中のパフォーマンスを評価するために、標準的な専門家評価尺度を策定することが考えられる。

以上のように、我々のモデルは、生理的シグナル、専門家の評価、アンケートテスト、試合結果の4つの要素から構成されている。本モデルでは、これら4つのモジュールを総合的に評価することで評価結果が得られる。この評価手順の最初の段階では、我々の目標は、評価のための証拠を提供することができるデータを収集することである。この段階では、ゲーム中の患者の生理的シグナルを収集する必要がある。さらに、この手順に専門家が関与して、ゲーム中の患者のパフォーマンスを観察し、患者の各パフォーマンス(例えば、表情、行動など)をスコア化する。また、患者毎の各ゲームのゲーム結果は、ハンドまたはゲームシステムによって記録されるべきである。ゲームが終了すると、患者は、いくつかのアンケートテスト(例えば、MMMSE、MoCAなど)を終了するように求められる。第二段階では、データの処理および分析が主要な作業である。生理信号については、前処理、特徴抽出、特徴選択、分類が行われる[59], [60]。アンケートテストやパフォーマンスのスコア、ゲームの結果などのデータについては、それらの分析に統計学が集中的に適用される。例えば、これらのデータの分析には仮説検定を用いることができる [61], [62]。最終的には、上記の 4 要素の分析結果を組み合わせて評価結果を得ることになる。ただし、各成分に最適な重みは存在しない。今後、このモデルを最適化するための実験を行い、各構成要素に最適な重みを見つける予定である。

特に、本モデルは、あるゲームの治療効果を評価するために、あるゲームの小規模なトライアル実験を行うことを想定している。ゲームの評価のためには、本モデルを2回実行し、2つの評価結果(試験前の評価結果と試験期間終了後の評価結果)を得る必要がある。そして、この2つの評価結果を独立t-検定で比較する。独立t検定の結果、有意な差があることが示された場合には、そのゲームを広く、形式的に使用することができる。つまり、独立t検定の結果に有意差があるかどうかが、そのゲームが効果的であるかどうかの判断基準となるのである。

他の評価方法と比較して、本モデルの主な違いは、多人数参加と多手法の組み合わせであり、これも本モデルの特徴的な利点である。例えば、[63]、[64]では患者のみが参加する評価に質問紙テストを適用し、[65]、[66]では生理信号を用いて患者の状態を分析しているが、これは生理信号分析という評価手法のみを指すものである。これらの評価はいずれも1つのグループの参加や1つの方法の適用であり、評価結果が偶発的なものとなる可能性があるのに対し、本モデルでは複数のグループの参加と複数の方法の組み合わせで評価を行っている。理論的には、このような多成分の組み合わせによる評価は、各成分がお互いに修正・補完し合うことで、より包括的で専門的で信頼性の高いモデルを実現している。

IV. 議論と展望

本格的なゲームは認知症ケアにおいて重要な位置を占めており、多くの関連研究が紹介されている。ボードゲーム、ビデオゲーム、バーチャルリアリティゲームなど様々なゲームが認知症ケアに応用されている。また、ゲームの開発には、体性感覚技術、3Dグラフィックス生成技術、センサー技術など幅広い技術が用いられている。しかし、本格的なゲームは認知症ケアの万能薬ではない。認知症の早期・中期の治療には効果的であるが、後期の認知症には無益であるからだ。同様に、SGDCの研究は、主に早期認知症や中年期認知症の治療に焦点を当てている。また、研究成果は豊富であるが、統一的なカテゴリーや治療効果の標準的な評価モデルが確立されていないのが現状である。これらの課題を考慮すると、以下のような方向性が考えられる。

  • 音楽療法や回想療法など、より多くの治療法をシリアスゲームと統合することで、ゲーム療法の効果を向上させ、シリアスゲームのデザインに新たなアイデアを提供することができる。
  • 認知症ケアのためのシリアスゲーム病院を設立し、認知症患者のために体系的で専門的な治療を提供することができる。例えば、シリアスゲーム病院では、症状に応じて異なる診療科を設定することができる。
  • 研究者に明確なガイドラインを与えるために、明確なカテゴリー構造を提示する。例えば、軽度、中等度、重度の認知障害と統合された症状のような異なる症状に基づいてカテゴリーを設定することができる。
  • 患者のために効果的なシリアスゲームを選択するために、専門的な評価モデルはさらなる研究に値する。研究者は、複数のグループの参加(例:患者、専門家など)と複数の方法の組み合わせ(例:質問紙検査、生理的シグナルなど)にもっと注意を払うことができる。
  • 一般的なビデオゲームの中には、患者が自宅で自力で遊べるものもある。一方、高価な機器を使用した一部のVRゲームでは、ほとんどの患者が自宅で自力でプレイすることができない。このような状況に直面した場合、病院は地域に関連するリソースを装備することができ、より多くの患者が豊富な医療資源を得ることができるだけでなく、病院の負担を軽減することができる。さらに、そのためには、行政が支援するための関連する公益政策を立てることも必要である。
  • SGDCはコンピュータサイエンスと医療科学のクロスフィールドである。SGDCの開発においては、ゲームデザイナーと医学研究者が頻繁で緊密なコミュニケーションを維持する必要があり、これにより、面白くて効果的なシリアスゲームを設計することができる。また、コンピュータサイエンスとメディカルサイエンスの交差点で、人材の育成を促進しなければならない。

V. おわりに

認知症の有効な治療法として、SGDCは集中的に研究されている。しかし、長期的な研究では、SGDCの発達段階についての体系的なレビューはない。このギャップを埋めるために、私たちはSGDCの発達経路を調査し、その発達をボードゲーム段階、ビデオゲーム段階、VRゲーム段階の3つの段階に分け、研究者がより早く理解できるようにした。また、SGDC の開発を規制するための統一的なカテゴリーフレームワークがまだないことがわかった。このことを考慮して、各ステージの認知症症状の特徴を分析し、それに基づいてSGDCのカテゴリーを提示することで、開発者がより症状をターゲットにしたシリアスゲームを設計することを奨励している。また、効果的な治療を行うためには、信頼性の高い評価方法を策定することが不可欠である。そこで本研究では、既存の評価手法を見直し、それらの評価手法よりも包括的な多人数参加と多手法の組み合わせによる評価モデルを提示する。最後に、現在のSGDCの現状と課題について考察し、今後の検討に値する6つの方向性を提示した。最後に、本研究の目的は、研究者がSDGCの発展をより深く理解し、認知症ケアのためのより効果的なシリアスゲームを設計することにある。