2021 Fiscal Year Research-status Report
Measurement of Kinetics and Skill Characterization for the Dialysis Needling
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20K12771
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| Research Institution | Kanagawa Institute of Technology |
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Principal Investigator |
大瀧 保明 神奈川工科大学, 健康医療科学部, 准教授 (50344693)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 穿刺 / 慣性センサ / 医療 / 姿勢 / 把持 / 操作 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
透析穿刺における穿刺針の運動と姿勢、把持操作の運動力学に基づく穿刺技能の特徴化について、初年度に継続して穿刺針に搭載するセンサによる評価方法の提案と、熟練者の穿刺技能の分析を行った。研究計画のうち2021年度は、実際の施術場面への本法の適用を念頭に、穿刺対象との関係性を意識した課題に取り組んだ。ひとつには穿刺対象部にも慣性センサユニットを貼付して、穿刺針の相対的な姿勢を考慮したことであり、模擬血管モデルでの確認において良好な結果を得た。前年度に課題となった事項、穿刺針への慣性センサの取り付けに際し、針軸方向とセンサ計測軸の不整合が姿勢推定における影響については、生じうる誤差を定式化して検討した。補正の方法と計測時の較正手順について検証を進めている。一方、穿刺の刺入方向や力加減が穿刺の成否を左右する課題として、ボタンホール穿刺を取り上げ、円滑な刺入にみられる針操作の特徴を評価した。ボタンホール穿刺法は同一点から予め形成した穿刺ルートに沿って同一角度で穿刺するものであり、施術者は針を通じて伝わる力の感触をもとに、血管上の穿刺孔まで到達する。力覚センサを穿刺針に取り付け、内針が基針部で受ける力を評価した。実際のところ、ボタンホール形成による皮下組織状況の再現は考慮外ではあるものの、穿刺モデルに設けた既成の穿刺ルートに対して、刺入方向と力ベクトルの波形特徴から成否の差異を見出すことができた。将来的に臨床における技能の継承やデータ化の観点から実験室外での利用に適応することが念頭にある．現段階の成果について学会発表を行うとともに、専門的見地からの所感を回収している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
穿刺における力の計測では、まず穿刺針に作用する力を直接的に検知することから始め、力覚センサを穿刺針内部に組み込んだ実験用の穿刺針の開発から段階的に進めることとした。そのため当初計画にあった、穿刺針本体に変更を加えず搭載する方式の提案については次年度へ持ち越しとなった。熟達者の把持特性については、把持位置、および拇指と示指による把持の形態を制約する条件で穿刺手技の計測を行って、各指に生ずる力について分析を行った。一方、針の血管内腔への到達について、穿刺針を介した温湿度から評価する研究計画については、準備にとどまり開発と実験の実施に至らなかった。他の課題を優先して進めたことによるが、今後に注力して進めたい。熟練の臨床工学技士を被験者とする穿刺技能の計測は継続しており、新型コロナウイルス感染拡大防止に配慮しつつ、次年度に十分なデータ数を得る予定である。以上の点において、当初計画に対する遅れを認識するところである。
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| Strategy for Future Research Activity |
当年度の成果から引き続き、穿刺において穿刺針に生ずる力ベクトルの特徴を指標化することが可能か検討する。穿刺針にそのまま搭載、脱着可能な方式での姿勢、力の計測方法について開発を行い、妥当性の検証を行う。穿刺針の把持特性に関しては、把持部に配置するセンサから、刺入時に穿刺針に作用する力と把持の関係を明らかにする。穿刺対象部位と穿刺針の関係性を記録可能とする必要性において、慣性センサを内蔵する深度センサ（カメラ）と併用という新たな着想についても具体的な検討を進めたい。一方、穿刺針での温度、湿度、照度などの計測項目から、血管内腔への到達など穿刺の重要時点を検知する方法について明らかにする。得られた成果に基づき、穿刺針に搭載する計測システムとしての統合化を図る。穿刺針の姿勢変化を加味して操作力の特徴を評価することについて、臨床的な見地から妥当性を検討する。センサの実装については臨床での利用性において専門医の助言も得て議論する。また、データに基づき可視化された巧緻性に関する知見の教育活用を議論する。
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| Causes of Carryover |
学会がオンライン開催となり、旅費の支出を生じなかった。また、力覚センサによる穿刺の評価に関し、いくつかの計測方法について段階的に開発をすすめることにしたため、次年度へ持ち越した分の開発費用については予算未使用分を生じた。これらは次年度の計画に従い、研究課題の着手にあわせて必要物品の購入に充てられる予定である。購入する物品の内容、用途に大きな変更はない。
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| Remarks |
情報・知能・精密機器部門 2021年度部門賞 優秀講演論文賞
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Research Products
(2 results)
