| Project/Area Number |
22K13770
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 09070:Educational technology-related
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| Research Institution | Morinomiya University of Medical Sciences |
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Principal Investigator |
垣本 晃宏 森ノ宮医療大学, 医療技術学部, 准教授 (50443784)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2022: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
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| Keywords | VR / 静脈注射 / 放射性医薬品 / 緊張感 / 医療技術 / 学習効果 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究は、没入型VR技術を導入した放射性医薬品投与システムの開発、診療放射線技師の養成教育効果、および、緊張感と学習効果の関連性の調査を目的とする。核医学検査における静脈ライン確保等のシーンについて、実際の臨床現場および患者を想定した標準3Dモードと、実空間上では見えない上肢の内部組織や放射線を映像化する可視化モードを搭載することで、体感的な緊張感に差を設ける。従来およびVRトレーニングの教育効果を比較し、緊張感と学習効果の関連性を明らかにする。本研究は、教育面に加えて経済面、穿刺や放射線被ばくに伴う倫理的事由も解決され得る重要な研究テーマである。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は没入型VR(virtual reality)技術を導入した放射性医薬品投与システムの開発、診療放射線技師養成教育における教育効果の検証、およびVR操作時の緊張感と学習効果の関連性の調査を目的としている。2022年度は放射性医薬品投与時に必要な接遇や手技に関するシナリオを作成し、その内容に沿った簡易版VRシステムの開発を進めた。2023年度はVR操作時の没入度を深めるため、上肢内部構造を視覚化する「可視化モード」を搭載した。これにより、VR操作時により高い緊張感を得られることが期待される。
まず、VR操作時の「緊張度」の差異を指標値化するため、2種類のVRコンテンツを作成した。一つは360度の動画視聴型VRで、放射性医薬品投与における診療放射線技師の患者接遇や静注手技に関して技師目線で視聴可能である。もう一つは上述の没入型VRシステムであり、専用のグローブを装着することで当該作業の模擬体験が可能である。
動画視聴型VRと没入型VR体験時の緊張度の差異を把握することを目的として実験を実施した。対象は診療放射線技師養成校3年次の学生で、同意が得られた5名(21歳、男性3名、女性2名)である。動画視聴型および没入型VR操作の2パターンを同じ環境下で体験してもらい、緊張度の計測のため唾液アミラーゼ、POMS2およびTDMS-STによる主観的気分尺度、脳波を計測した。各種パラメータにおいてVR体験前後の推移を比較したところ、唾液アミラーゼでは動画視聴型よりも没入型VRの方が緊張度の低下が軽減されており、主観的気分尺度による活性度では動画視聴型よりも没入型VRの方が高かった。また、脳波では動画視聴型よりも没入型の方がα波およびβ波共に高く、集中していることが分かった。本実験より、VRコンテンツの内容により緊張度の差異が計測できたと言える。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
2022年度の研究計画は、(1)没入型VRを用いた放射性医薬品投与システムの簡易版を開発すること、(2)上肢の内部構造モデル構築のため、MRおよび超音波計測を実施することの2項目であった。前者においては、核医学検査に従事する医師および技師協力の元、実際の臨床現場に即した接遇や手技をシーン毎にシナリオ化し、可能な限り同じ動きをトレースできるようVR環境を構築した。後者においては、約20名のボランティア計測を実施後、取得した画像から立体的な上肢血管の3Dモデルを作成し、VRオブジェクトとして流用した。(1)(2)ともに計画通り順調に進めることができ、簡易版のシステム構築が完了した。
これに続いて2023年度は、上肢の内部構造や放射線分布等の肉眼では捉えることができないオブジェクトをVR上に投影する可視化モードの搭載、および、ボランティア計測に向けた最終版のVRシステムの構築を目的とした。一部未実装な箇所が残るものの概ね全体のシステムが完成しており、放射性医薬品投与時における接遇や手技について、患者の入室から退室までを一通り体験可能である。また、ウェアラブル脳波計を購入させていただき、VR操作時にα波やβ波等の脳波情報を同時に計測できるよう実験系を確立した。加えて、VR操作前後に唾液アミラーゼや主観的気分尺度による緊張度を計測するプレテストを実施した。詳細な結果は研究実績に記載した通りである。以上より、VR操作時の緊張度と医療技術、学習効果の関連性を検証する体制が整った。
2022年度の達成状況は70%であり、概ね当初の研究計画通り進めることができた。2023年度の達成状況は80%であり、2022年度の未達箇所も回収済みである。
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| Strategy for Future Research Activity |
最終年度となる2024年の研究到達目標は、「没入型VRを用いた医療技術トレーニングにおける緊張度と学習効果の関連性」を明らかにすることである。前述の通り、脳波、唾液アミラーゼ、POMSやTDMS-STによる主観的気分尺度等を利用することで、VR操作時の緊張度の指標値化が可能であることが分かった。今後は、緊張度の指標となるこれらの数値が学習効果や医療技術にどのように寄与するかを調査する。学習効果の指標として、VR操作者に課す簡易テスト、核医学検査に精通した医療技術者による客観的な医療技術評価を想定している。
具体的には、当初の研究計画通り、VRを利用しない通常のトレーニング、没入度の異なる2種類のVRトレーニング、合計3種類の手技習得訓練の前後の学習効果を比較する予定である。対象者は、診療放射線技師養成校において核医学検査技術学に関連する実習を受けたことのない学生を対象とする。約30名のボランティアを10名ずつ各群に分け、トレーニング時の緊張度と前後の学習効果を調査する。2024年度は、2023年度の残件である一部の未実装箇所を補填してVRシステムを完成させ、本格的なボランティア実験を実施する予定である。
本研究は、1年半の開発フェーズを経てようやく研究段階へと移行し、VRコンテンツの内容により緊張度の差異が計測できつつある。今後、この緊張度が医療技術やトレーニング効果にどのように寄与するか、ボランティア実験による検証を進めていく予定である。得られた成果を学会や論文等で報告するとともに、開発した本システムを教育現場で実際に使用できるよう展開していく。
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