カテーテル位置計測機能を備える吸引シミュレーターによる吸引技術評価システムの開発

Research Project

Project/Area Number	23K11968
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 90150:Medical assistive technology-related
Research Institution	Mejiro University
Principal Investigator	堀内裕子目白大学, 看護学部, 助教 (80789008)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	小川充洋帝京大学, 理工学部, 教授 (30322085)
Project Period (FY)	2023-04-01 – 2026-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help	¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000) Fiscal Year 2025: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000) Fiscal Year 2024: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000) Fiscal Year 2023: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Keywords	気管吸引 / トレーニング / 吸引シミュレーター / カテーテル位置計測
Outline of Research at the Start	本研究は、気管吸引技術の獲得支援に関するものである。これまで、吸引操作のうち、実施者の手の動きを計測した報告がされている。既存シミュレーターを用いた練習では実施者の手の動きは確認できるが、気道内の吸引カテーテルの先端の動きと吸引技術の関連は未だ明らかでない。訓練者と非訓練者のカテーテルの先端の動きなどの吸引技術の違いを明らかとすることができれば、吸引技術の早期習得や客観化が可能となるものと考えた。本研究では、カテーテルの先端の動きに着目し、カテーテル位置の計測機能を備える吸引技術評価システムを開発する。既存のシミュレーターを改造し、吸引カテーテルの先端の動画から、吸引操作技術を評価する。
Outline of Annual Research Achievements	本研究では、気管吸引の技術について、独自に気道を作成しカテーテルの先端の撮影を可能にすることで、安全な効果的な気管吸引を明らかにすることを目的とする。計画初年度においては、課題2：吸引カテーテル操作の動画を撮影し動画撮影による記録の妥当性を検討する、課題3：吸引の経験者と非経験者の吸引操作を計測実験し効果的な技術の検証を行う、の2課題について研究を進めた。結果、課題2については、既存の気管吸引シミュレーターを使用し、気管に対して2方向からカメラを設置し2台同時に撮影できるように設定した。撮影したデータ2方向から気管内を吸引カテーテルが挿入され抜去される動きを捉えることができた。あくまでも気管に対して上から(胸部側)からみた動きと気管に対して側面からの2方向から撮影したデータであり、気管を咽頭側あるいは腹部側からの方向のデータは得られていない。他の方向からの撮影もカテーテルの先端の動きを観察するうえで、今後検討が必要であると考えられた。課題3については吸引の経験者と非経験者が実験に参加し、経験により吸引カテーテル操作の何に差があるのか比較した。結果、吸引経験のある看護師は、ほとんどが10秒以内に行っていたが、非経験者のほとんどはカテーテルの挿入だけで10秒以上の時間がかかっていた。吸引の時間のとくにカテーテルの挿入に時間の差が認められた。この差は、カテーテルの挿入に練習が必要であると考えられ、ガイドラインの15秒以内で行うという視点からも重要な結果であった。吸引シミュレータ―の気管部分そのものの影響があるのかも検討する必要があると考えた。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason やや遅れている。2方向からカテーテル先端の動きを捉えるシステムを設定することができた。また参加者の吸引操作を撮影し、気管吸引を経験したことのある看護師と全く経験がない者を比較できた。撮影のシステムは構築したが、CT等の画像データから気管部分を３Dで作成し、シミュレーターを改造するには３Dプリントするためのデータ作成と本研究で撮影可能な素材を検討することが必要である。本研究に見合った３Dプリントにするためには、３Dデータの見直しとプリントを繰り返して素材の確認が必要になる。2023年度は、3Dプリントはできなかったものの、撮影するための準備は整っている。
Strategy for Future Research Activity	次年度においては、課題1：３Dプリンターを用いてカテーテルの先端が撮影できる透明素材で気道を作成する、について進める。フリーで入手可能なCT画像を用いて、３Dプリンターによる気管の作成を行い、課題2、課題3で得られた撮影方法を用いて計測実験から吸引カテーテルの先端の動きに関するデータを得ることを目的とする。また、吸引のデータから効果的な吸引操作について引き続き検討を行う。とくに吸引カテーテルの挿入操作に関しては、既存のシミュレータ―と３Dプリンターで作成した気管に相違があるかも検討する。３Dで作成した気管を使用するにあたっては、カメラの設置やパソコン画面への実験の環境についても安定した実験を目指す。