無線機器を用いた「患者見守りシステム」の開発：患者の安全性確保と看護負担軽減

2022 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21K11130
• Research Institution: University of Occupational and Environmental Health, Japan
• Principal Investigator: 八谷 百合子 産業医科大学, 産業保健学部, 准教授 (40441852)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 丸山 崇 産業医科大学, 医学部, 准教授 (20533194) ; 犬島 浩 早稲田大学, 理工学術院(情報生産システム研究科・センター), 名誉教授 (60367167) ; 立野 繁之 早稲田大学, 理工学術院(情報生産システム研究科・センター), 教授 (70243897)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 見守り / 認知症 / 無線機器 / 高齢者 / 入院患者 / 位置情報 / 看護負担 / ビーコン

Outline of Annual Research Achievements

近年の我が国の高齢化に伴い65歳以上の高齢者人口は、3617万人、総人口に占める割合は28.7％と過去最高となった。それに伴い入院患者も高齢化し、原疾患に加え認知症を伴った入院患者が増加している。入院中の認知症患者は、病状が回復に向かうと病棟を離れ院外に出る場合がある。看護師が早急に院内を探索するが、所在不明な場合は広範囲な捜索を行うため患者の安全リスクは増加する。また、患者の位置が分からなくなるため、看護師が一つ一つ探しているのが現状であり、看護負担は大きい。様々な状況下でも移動体の情報を遠隔で監視・通信する低コストの「患者見守りシステム」を構築し、患者の安全の早期確保及び看護負担の軽減が本研究の目的である。
2021年4月より、2020年に試作した腕時計型無線機器に新しい測定機能を加え、位置情報、動線と健康情報を収集できるように検討した。しかし、腕時計型無線機器を患者に装着させることが難しいとの課題が出た。そこで、より軽く実装性の高い無線機器の開発と見守りシステム全体について検討した。その結果、5種類の方法について検討した。まず、病院の床に金属を埋め込み、小さな無線機器で位置情報のみを感知する方法の検討を行った。病棟に出向き、床の素材、病棟の電源の高さ、患者の動線などについて現場確認をした。その結果、病棟の床の素材では金属を埋め込むことが困難であること、適合する無線機器を作成することが難しいことを確認した。2022年4月より、残り4種類の方法について検討した。その中のリストバンドに付けた小型薄型のビーコン発信装置とビーコン受信機について検討した。その後企業と相談し、実験用の薄型のビーコン発信装置を作成した。ビーコン受信機については、今後研究者がプログラムおよび試作品を作成する予定である。それらの機器を使用し、患者探索実験を実施する予定である。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

2021年度は、無線機器に新しい測定機能を加え、位置情報、動線と健康情報を収集できるようにし、無線機器を完成させる予定であった。具体的には、試作品無線機器の作成（位置情報、動線、健康情報）、大学敷地内の中継ルータの配置箇所の選定、試作品無線機器の予備実験と精度検証、試作品無線機器をもとに患者探索実験用に複数台作成する予定であった。これは、【目標】としていた、ZigBeeネットワークを構築するために、入院患者用の行動推定アルゴリズムを作成し、推定精度は95％程度を目指すため、小型で電波干渉に強く、安価な特長を持つZigBeeを用いることにより、無線通信の安定性の向上及び低コストの無線機器を作成し、商用回線常時使用費用の10％程度となることを目指すためである。
そこで、無線機器に新しい測定機能を加える検討を行った。しかし、腕時計型無線機器は、簡単に患者が外してしまい、測定が難しいとの課題が出た。ZigBeeの大きさ、電源の大きさ等の問題から小型化も難しい。そこで、より軽く実装性の高い無線機器の開発と見守りシステム全体について検討を実施した。その結果、5種類の方法について検討することになった。位置情報のみを検知する方法を検討した。病院の床面に金属を埋め込み、小さな無線機器で位置情報を検知する方法を検討した。しかし、床の素材が金属の埋め込みに不適なことが分かった。
2022年4月より、残り4種類の方法について検討した。その中のリストバンドに付けた小型かつ薄型のビーコン発信装置とビーコン受信機について検討した。そこで、企業と相談し、実験用の薄型のビーコン発信装置を作成した。ビーコン受信機については、今後研究者がプログラムおよび試作品を作成する。その後、それらの機器を使用し、患者探索実験を実施する予定である。

Strategy for Future Research Activity

[2021年度] は、無線機器に新しい測定機能を加え、位置情報、動線と健康情報を収集できるようにし、無線機器を完成させる予定であった。しかし、検討した結果、患者が簡単に腕時計型無線機器を外してしまい、患者に持続的に装着させることが難しいとの課題が出た。また、腕時計型無線機器の小型化が難しく、試作品を採用しないとなると、内蔵しているZigBeeを使用しないことになり、「患者見守りシステム」の全体を見直し、別の方法で構築する必要がある。試作品の検討も継続するが、研究者間で話し合い、他の方法も検討した。
まず、病院の床面に金属を埋め込み、小さな無線機器で位置情報を検知する方法を行った。しかし、床面に金属を埋め込むことが難しかった。合わせて、別の「患者見守りシステム」が実施できる4種類の方法を検討した。一つ目は、ドローンによる検知である。これについては、病院内でドローンを使用するのは危険だとして却下した。2つ目は、カメラを使った検知である。これについては、個人情報保護の観点より、病院内でカメラを使い、個人を特定する事は禁じられており、現時点では難しいと判断した。3つ目は、サーモグラフィによる検知である。サーモグラフィの特徴を生かし、個人情報の問題をクリアしながら、位置情報を検知する方法を検討中である。しかし、試作には至っていない。[2023年度]は、サーモグラフィによる検知と並行し、4つ目の方法を検討する。リストバンドに付けた小型かつ薄型のビーコン発信装置とビーコン受信機である。内容を検討した上で、企業と相談し、実験用の薄型のビーコン発信装置を作成した。ビーコン受信機については、今後研究者がプログラムおよび試作品を作成する。その後、それらの機器を使用し、患者探索実験を実施する予定である。

Causes of Carryover

2022年度は、新しい無線機器の発信機を完成させたが、完成した時期が2023年1月であった。
その後、ビーコン受信機のプログラムおよび試作品を作成する予定であったが、3月までに完成せず、患者探索実験も実施できなかった。そのため、2022（R4）年度に次年度繰り越し額が生じた。
2023（R5）年度は、ビーコン受信機のプログラムおよび試作品を作成させ、実験に必要なビーコン受信機を作成する。その際に繰越額を使用する。その後に患者探索実験を行う予定である。その結果をまとめて発表するための英文校正費、発表のための出張費等にも繰り越し額を使用する。また並行して、別の「患者見守りシステム」として、サーモグラフィによる検知も検討する予定である。