拡張現実を用いた心肺蘇生講習の開発と教育効果の分析

• Project/Area Number: 23K19870
• Research Category: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: 0908:Society medicine, nursing, and related fields
• Research Institution: Chuo University (2024); Kokushikan University (2023)
• Principal Investigator: 中川 洸志 中央大学, 理工学部, 助教 (70983469)
• Project Period (FY): 2023-08-31 – 2026-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000); Fiscal Year 2024: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
• Keywords: 心停止 / 心肺蘇生 / 拡張現実 / 心肺蘇生法 / バイスタンダー / 応急手当 / 医学教育

Outline of Research at the Start

①ARを使用したトレーニングコンテンツの内容決定および作成
ARを用いたリアルなCPRトレーニングコンテンツを作成する。その後、実際の人間が仰向けに倒れているオブジェクトを訓練用マネキンに被せ、あたかも実際の人間が倒れている状況を仮想的に作り出す。
②ARを使用したトレーニングコンテンツの教育効果の分析
作成したARを用いたトレーニングコンテンツの効果分析を実施する。実験順番による順序効果を加味し、本学在籍中の大学生および一般市民約60人をランダムに①ARを用いたトレーニング、②訓練用マネキンのみを用いた従来型トレーニングに割り付け実施する。評価項目は自己効力感、主観的自信度とする。

Outline of Annual Research Achievements

心停止時の救命処置において、迅速かつ正確な呼吸の評価は極めて重要であるが、従来の心肺蘇生訓練用マネキンでは、実際の患者が示す多様な呼吸状態、とりわけ心停止直後に見られるものの有効な呼吸ではない「死戦期呼吸」を視覚的にリアルに再現するには限界があった。この課題に対し、我々はAR技術を導入することで、より現実に近い視覚情報を提供し、訓練の質を向上させることを目指した。
開発したARオブジェクトは、心停止患者が示しうる「正常な呼吸がある状態」「呼吸がない状態」「死戦期呼吸がある状態」の3つの主要なパターンを三次元グラフィックスで精密に再現したものである。これらのARオブジェクトは、現在広く普及している心肺蘇生訓練用マネキンとほぼ同等のスケールで設計されており、既存のマネキンにAR映像を正確に重ねて表示させることが可能である。これにより、訓練者はマネキンを用いた従来の触覚的なフィードバックに加え、ARによる鮮明な視覚情報を同時に得ることで、より没入感のある実践的な訓練環境を体験できる。
訓練時にはVR/ARヘッドセットを装着し、これにより訓練者はARで表示された患者の胸部や腹部の動きを、あらゆる角度から自由な視点で詳細に観察することが可能となる。訓練者は、このARオブジェクトを通じて死戦期呼吸を「普段通りの有効な呼吸ではない」と明確に識別し、速やかに胸骨圧迫を開始するという重要な判断を下す訓練を重点的に行うことができる。
現段階では、本ARコンテンツを用いた心肺蘇生訓練が、学習者の知識習得や手技の正確性、さらに心肺蘇生法おの技術のついての検証は未実施である。今後は、このAR訓練システムの有効性を定量的に評価するための比較研究などを計画し、実施を進めていく予定である。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

ARを使用した心停止患者のオブジェクト作成に時間を要した。そのため、実証実験への進行が遅れた。

Strategy for Future Research Activity

本実証実験では、開発したAR技術を用いた心肺蘇生訓練の効果を多角的に検証するため、主に二つの側面から評価を実施する。
第一に、心停止の初期認識における極めて重要な要素である呼吸状態の評価能力、すなわち「呼吸様式ごとの心停止の認知精度」を詳細に評価する。具体的には、AR環境下で、正常な呼吸、明らかな呼吸停止、そして特に判断が困難とされる死戦期呼吸など、多様な呼吸パターンを呈する心停止患者のARオブジェクトを訓練者に提示する。訓練者はARヘッドセットを通してこれらの患者の状態を自由な視点から観察し、心停止の有無、さらにはその判断根拠について回答する。この際、正答率のみならず、判断に至るまでの反応時間や、死戦期呼吸を「有効な呼吸ではない」と正しく識別できたか否かを重点的に分析する。これにより、AR訓練が、心停止の迅速かつ正確な認知、特に見逃されやすい死戦期呼吸の識別能力向上にどの程度貢献するかを明らかにする。
第二に、「従来法の心肺蘇生マネキンを使用した訓練」と「本研究で開発したARオブジェクトをマネキンに重ね合わせて使用する訓練」とで、習得される「心肺蘇生法の技術」に差異が生じるかを比較検証する。この技術評価では、胸骨圧迫の深さ、速さ（テンポ）、圧迫解除（リコイル）の適切性を、センサー付き高機能マネキンを用いて客観的に計測する。
これらを通じて、ARによる視覚情報の付加が、学習者の手技の正確性や質にどのような影響を与えるのかを定量的に評価し、より効果的な訓練方法の確立を目指す。