| Project/Area Number |
23K12835
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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 | Tokyo University of Technology |
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Principal Investigator |
笠井 亮佑 東京工科大学, 医療保健学部, 講師 (50794301)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2028-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2027: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2026: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2025: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Fiscal Year 2024: ¥260,000 (Direct Cost: ¥200,000、Indirect Cost: ¥60,000)
Fiscal Year 2023: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
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| Keywords | Virtual Reality / medical education / Electroencephalogram / Plethysmography / Autonomic nerves |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、「医療技術訓練に特化したバーチャルリアリティ（Virtual Reality：VR）教育システムを開発し、生理心理学的反応と教育効果の関連性評価する」ことを目的とする。具体的には、「視聴型・思考型・操作型に行動パターン分類した生命維持管理装置の医療技術訓練用VR教育システムの開発」を行い、教育効果と生理心理学的反応の関連性に基づく行動パターン分類したVR教育システムの有効性評価を評価する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
2023年度は、本研究課題の第一段階として、「操作型医療VR教育システムによる医療技術訓練の教育効果」と「VR環境下における生理的神経活動への影響評価」の研究について進展が得られた。
本研究では、現在我が国では、デジタルと専門分野の掛け合わせによる教育のDX化が求められている。現状の教育体制における課題を克服すべく、心臓血管外科手術中を模擬したデジタルツイン環境における人工心肺操作技術訓練を可能にするシミュレータシステムとして、医療VR人工心肺シミュレータシステム（MVR-CPBS）を開発した。よりリアルなデジタルツイン環境を構築するために視覚的工夫として実際の医療機器や手術室をモデリングし360度CGによる手術室空間を再現した。聴覚的工夫として、実際の心臓血管外科手術中の手術室内環境音を録音して実装した。触覚的工夫として、実物の人工心肺装置と類似したダイヤル式コントローラを再現した。さらに教育的工夫として、アクシデント発生システムや技術評価システム、遠隔指導システム等を導入した。本システムは「操作型」に分類されるVR教育コンテンツである。本システムを用いた訓練により、一定の医療技術力の向上及び知識力の向上を認めた。本研究成果の一部を国内及び国際学会にて公表した。
また、VR環境下における生理学的神経活動の影響を心電図および指尖容積脈波計を用いて分析を行い、VR映像視聴の種類による自律神経活動の特徴を抽出した。
一方で、「視聴型」「思考型」に分類されるVR教育コンテンツについては未検討である。そのため、2024年度では、2023年度の結果を基に、「視聴型」「思考型」「操作型」別の医療技術教育効果の比較検討を進める。
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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
2023年度の研究進捗は、予定していた計画通りに進展している。
研究実績の概要に示した本研究課題の進展及び研究成果の一部を国内及び国際学会の研究発表で公表した。また、これらについて原著論文として現在執筆中である。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究計画の方向性としては，大きな変更点はない。
2024年度では、2023年度に分析した結果を基に、「視聴型」「思考型」「操作型」別の医療技術教育効果の比較検討を行う予定である。具体的には、はじめに生命維持管理装置に関連した「視聴型」及び「思考型」のV R教育コンテンツの開発を行う。「視聴型」は360度映像を編集加工する。「思考型」はシナリオが分岐するクイズ形式とする。これらを開発後、「視聴型」「思考型」「操作型」による医療技術訓練を行い、知識力・技術力・定着力・問題解決力における教育効果の相互関連性について重回帰分析にて評価する。
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