次世代型シミュレーション実習システムの開発と医学教育における優位性の検証

Research Project

Project/Area Number	22K16587
Research Category	Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
Allocation Type	Multi-year Fund
Review Section	Basic Section 55050:Anesthesiology-related
Research Institution	Tohoku University
Principal Investigator	大西詠子東北大学, 大学病院, 講師 (10822265)
Project Period (FY)	2022-04-01 – 2025-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help	¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000) Fiscal Year 2024: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000) Fiscal Year 2023: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000) Fiscal Year 2022: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Keywords	拡張現実 / シミュレーション教育 / 麻酔科 / プロジェクションマッピング / チーム医療 / 仮想現実 / 医学教育
Outline of Research at the Start	本研究では、仮想現実や拡張現実を含むクロスリアリティ(XR)技術を用いた次世代型シミュレーション教育を、学術的な検証に基づいて構築することで、今後の多様な実習形態に対応できるリアルで質の高い臨床実習システムの提供を行う。学生のパフォーマンス向上に効果的なXR空間を検証し、あらゆる臨床実習に応用できる次世代の医学教育プラットフォーム”X-Sim（クロスシム）”の基盤を確立する。
Outline of Annual Research Achievements	2022年度は、没入型のVRスキルトレーニングを制作した。フィリップス社と共同開発を行い、帝王切開の麻酔管理をVRで学習できるプロトタイプを制作した。従来のマネキンによるトレーニングと比べ学生の学習効果にどのように影響を及ぼすかを比較検討した（日本区域麻酔学会発表2023）。マネキンと比較して、手技の手順を理解するのにVRは同等の学習効果が得られることが分かった。VRでは繰り返し、自分のペースで侵襲のある手技を学習できる。仮想空間内で患者とコミュニケーションできるような技術が開発できれば、オスキーのトレーニングとしても有効と考える。さらに開発が必要である。自己学習機能を持つ全身麻酔シミュレーションプログラムを電気通信研究所の北村・高嶋研究室と共同開発し、現在特許出願を準備している。今後は、東北大学のサイバー＆リアルICT学際融合研究センターの応用研究部門として、デジタル技術を医学教育やヘルスケアへ応用していく研究を進めていく。麻酔科のシミュレーション実習は手術動画をマネキンの腹部へ投影するプロジェクションマッピングを行っている。手術動画のプロジェクションマッピングを行うことで、学生の実習スコアが向上した（論文投稿中）。実習中に学生の行動をログとして記録し、教員と端末上でやりとりするクロスシム(X-SIm)を開発し、プロトタイプが完成した。2023年度は教育効果について検討する。医学教育に関する研究を評価し、最終的に社会へ還元するための大学発のベンチャーを起業した。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 1: Research has progressed more than it was originally planned. Reason シミュレーション実習の環境を当初より早く整えることができた。2023年度は教育効果について比較検討を行う。
Strategy for Future Research Activity	自己学習型のシミュレーション実習に関する特許取得を目指す。さらに、麻酔科シミュレーションシステム「クロスシムX-Sim」プロトタイプを評価し、改善を行う。他分野でも利用できるように応用性を持たせる。 2022年度に医学教育に関する研究を社会へ還元すべく、東北大学発のベンチャーを起業した。研究を通して多くの分野で利用できるようなシステムを構築したい。