2021 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of decision-making factors in multi-tasks on clinical practices
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20H00558
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
小山 博史 東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 教授 (30194640)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
柏木 公一 国立研究開発法人国立国際医療研究センター, その他部局等, 国立看護大学校 (20334378)
中口 俊哉 千葉大学, フロンティア医工学センター, 教授 (20361412)
黒田 嘉宏 筑波大学, システム情報系, 教授 (30402837)
金井パック 雅子 関東学院大学, 看護学部, 教授 (50204532)
井野 秀一 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 総括研究主幹 (70250511)
藤原 道隆 名古屋大学, 医学部附属病院, 病院教授 (70378222)
足立 吉隆 芝浦工業大学, システム理工学部, 教授 (70407229)
江頭 正人 東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 教授 (80282630)
松井 邦彦 熊本大学, 病院, 教授 (80314201)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 多重課題 / 意思決定 / 経験学習 / 状況学習 / バーチャルリアリティ / 拡張現実 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
病棟での誤嚥性肺炎患者と脳梗塞患者、心不全患者に対する看護の多重課題訓練シナリオ、術後患者とストマ患者、ショック患者に対する看護に関するシナリオを作成した。また、乳がん患者への外来診療や外科外来やERにおいて若手外科医師や研修医が実際に直面する可能性がある腹膜刺激症状などの腹部所見について検討をおこなった。仮想世界と登場人物の作成：仮想の病棟と注射手技（静脈採血・皮下注射・末梢静脈カテーテル留置）を訓練できるシステムを開発した。さらに3６０度撮影装置を用いて俳優2名（医師役と患者役）による乳がん患者の外来診療体験アプリを作成した。脳血流量測定Near-infrared spectroscopy（NIRS）、自律神経反応測定装置として心拍数と皮膚抵抗測定を用いて多重課題訓練時の生体信号取得システムを開発した。本システムを用いて熟練看護師10名と新人看護師９名に対して病棟看護の多重課題アプリの体験時の前頭前野の脳血流量とシーン毎の体験時間の計測をおこない、熟練看護師と新人看護師に前頭前野領域の脳血流量に差があることが示唆された。また，ヘッドマウントディスプレイに内蔵されている近赤外線センサを用いて20代の男性10名，女性6名の計16名に対して認知負荷を推定する視覚と聴覚を組み合わせた多重課題実験を行い、認知負荷が非常に高い場合及び低い場合は瞳孔径の平均値に差を示さなくなることが示唆された。医療手技課題として注射手技トレーニング（静脈採血・皮下注射・末梢静脈カテーテル留置）訓練システムを開発し、医学生へ調査を行い物品を消費しないことや感染性・非感染性廃棄物が発生しない（血液・包装など）繰り返し実行できるといった利点を有することが示唆された。映像で作った臨床現場のベッドに横たわる患者に被験者自身が手を伸ばし，患者の腕に触り，橈骨動脈の脈拍を感じることができるシステムを試作した。
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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
理由：病棟での術後患者とストマ患者、ショック患者に対する看護、多重課題訓練用シナリオを５通り作成し（金井、柏木、松井、小山）、外科外来やERにおいて若手外科医師や研修医が実際に直面する多重状況の教材作成に関する調査検討をおこなったこと（藤原）。3６０度撮影装置を用いて俳優2名（医師役と患者役）による乳がん患者の外来診療教材用アプリを作成し（小山）、非接触の温度感覚提示に基づく実質的に皮膚温度を変化させない安全かつ安定的な超臨場感提示技術を高度化し、定常的あるいは瞬間的な温冷刺激提示を選択的に提示することで、緊迫感生成につながる刺激手法の開発をおこなったこと（黒田）。映像で作った臨床現場のベッドに横たわる患者に被験者自身が手を伸ばし，患者の腕に触り，橈骨動脈の脈拍を感じることができるシステムを試作したこと（足立）。牽引力錯覚による視覚障害者の白杖トレーニングの触覚デバイス開発と高齢者の足部軽運動トレーニングの心理効果の分析をおこなったこと（井野）。脳血流量測定、心拍変動と皮膚抵抗測定を用いた生体信号取得システムを開発し、熟練看護師10名と新人看護師９名に対して病棟看護の多重課題アプリの体験時の前頭前野の脳血流量とシーン毎の体験時間の計測をおこない、熟練看護師と新人看護師の観察体験時間に差があることを示したこと（小山）。HMDに内蔵されている近赤外線センサを用い20代の男性10名，女性6名の計16名に対して認知負荷を推定する実験を実施し、視覚と聴覚を組み合わせた多重課題においては認知負荷が非常に高い場合と低い場合では瞳孔径が有意に変化し，認知負荷量と瞳孔径の関連性を示唆したこと（中口）。注射手技訓練システムを開発し、医学生への調査から物品を消費しない（針など）、感染性・非感染性廃棄物が発生しない（血液・包装など）、繰り返し実行できるといった利点を得たこと（江頭）。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、国家試験問題等を参考に外来診療や病棟看護における多重課題に関して5つ以上のシナリオの作成を目指す。特に、臨床実習が困難な状況を模したシナリオ作成に取り組む。また、注射手技以外の診療手技（気道確保、気管挿管、皮膚縫合、血管吻合など）のトレーニング開発への展開も目指す。Computer Graphics(CG)技術を用いて仮想世界の中に状況に応じた部屋や装置、器具等を作成する。また、シナリオに応じた症状（てんかん発作等）アニメーションを作成する。CGとは別に360度カメラと立体視動画撮影を行い実写V Rでシナリオ体験可能なアプリを作成する。さらに、必要に応じて患者の腕に触り，橈骨動脈の脈拍を感じることができるシステムや定常的あるいは瞬間的な温冷刺激提示を選択的に提示することで緊迫感生成につながる刺激手法との統合を目指す。昨年度まで仮想世界で体験中にバイオマーカーとして視界映像、視線、前頭前野の脳血流量、皮膚抵抗、心拍変動及び瞳孔径データの測定を可能としたが、本年度は８チャンネル脳波データを用いた仮想体験中のデータ取得法の開発を目指す。特にノイズ低減や評価に必要な体験前の安静時の脳血流量や心拍変動などのバイオマーカーの基準値の作成方法の確立を目指す。多重課題に対する意思決定要因は、体験中の視界映像、視線、前頭前野の脳血流量、皮膚抵抗、心拍変動及び瞳孔径、脳波データ、シーンに応じた体験時間、体験後の感想文を用いた解析を参加者が選択した結果と参加者の背景因子（臨床経験年数等）をもとに解析し抽出を目指す。本研究の仮説として多重課題に対する意思決定を行う上で重要な観察箇所や時間、それに伴う行為パラメータ値は学習内容の習得に応じて収束していくことを想定し、熟練者の仮想体験中に取得されるデータを教師データとした機械学習を用いて意思決定モデルの作成を目指す。
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Research Products
(17 results)
