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2022 Fiscal Year Research-status Report

仮想ホログラム及びNUIを用いた看護師の疲労低減のための情報取得システムの開発

Research Project

Project/Area Number 22K17420
Research InstitutionNiigata University

Principal Investigator

佐藤 充  新潟大学, 医歯学系, 助教 (40923769)

Project Period (FY) 2022-04-01 – 2025-03-31
Keywords看護師負担軽減 / Mixed Reality / Natural User Interface / 情報取得 / インシデント対策
Outline of Annual Research Achievements

看護師は過重労働により慢性的な疲労状態に陥る。結果、認知機能の維持が難しく、インシデントの原因となる。病室から情報端末までの頻繁な移動もその慢性的な疲労の一因となっている。検査データや投薬管理、インシデント情報など看護業務に関連する情報取得には病院情報端末を使用する。病室や処置室でそれら情報が必要になる度に端末まで移動の必要がある上、 個人アカウントによるログイン時間が生じ、迅速な情報の取得には非効率である。一日の中でその移動を何往復もする必要があるため、その疲労は無視できない。そこで本研究では、Mixed Reality装置を使用した現実空間にコンピュータグラフィックスを投影する技術を応用し、場所を問わず情報にアクセスすることの可能なシステムを開発する。当初の予定通り、令和4年度ではMixed Reality装置の一つであるHololens 2(Microsoft社)を購入し、そのシステム体系を試作した。現在の研究成果としては、現実空間に投影されたコンピュータグラフィックス上に自作の模擬電子カルテを表示することが可能となった。他にも、本研究の課題の一つであるモーションセンサを用いたNatural user interfaceの看護業務に応用する手法を開発した。具体的には、手技実施時の電子カルテの非接触操作を可能とするシステムである。
すなわち、令和4年度の成果としては、Mixed Reality装置及びNatural user interfaceを用いた看護業務を効率化し、看護師の疲労を低減するためのシステム体系の基礎となるシステムの開発である。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

本研究課題の進捗は概ね申請時に予定している通りに進んでいる。ただし、今回は想定よりも基礎となるシステムを早く試作することが可能であったため、予定では開発準備のみとしたが、令和4年度でHololens 2(Microsoft社)を用いた基礎となるシステムの開発まで実施した。また、Leap motion controller(Ultraleap社)を用いた病院情報端末の操作システムの開発を行った。本年度では開発に主眼を置き、できる限りのシステムの改善を行なった。予定では実験まで実施予定であったが、実施予定を令和5年度に変更した。引き続き、令和5年度はこのシステム体系の開発を進め、実験を実施する予定である。また、それに伴い学会発表と論文出版を実施する予定である。
また、本年度のシステム開発の副産物として、新たな成果があった。申請時に述べた他分野の応用展開の新たな着想を得た。メディカルスタッフが医療画像を閲覧したときに、その画像に存在するエラーや患者間違いの可能性、画像の種類や病変の有無などを表示し、医用画像に対する専門的な知識の有無に関わらず患者の状態を判断するシステムを考案した。現在開発中の看護師疲労低減のためのシステム体系と技術が重なる点が多数存在するため、多数の共同研究者を募り分担して課題解決に当たっている。結果、いくつか並行して実施した新たな研究の成果が得られた。すでに論文出版まで達成している。今後も看護師がより良い環境で働くことが可能になるよう、技術の面からアプローチする。

Strategy for Future Research Activity

現状ではMixed Reality装置としてMicrosoft社のHololens2を使用しているが、Apple社をはじめとする他社からも、さらに医療向きの装置が発売される兆しがある。新たな装置が発売され次第、本研究により適している装置を検討し、物品の購入や新たなシステムの開発を実施する必要がある。今後の動向を慎重に見定め、令和5年度に購入予定のTobii pro nano (Tobii社)の購入を見送り、新たなMixed Reality装置の購入も視野に入れて研究を進める。視線検出器を用いたシステム開発では借用についても考慮する。
当初の研究計画以外にも新たな研究の着想を得て、並行して上述の研究を実施している。現状ではHololens2を用いた医師向けの手術支援アプリを提供する企業も存在する。Virtual RealityやMixed Reality技術を医療へと応用するシステム体系を提供する企業も増加傾向にあり、急激に研究段階の技術から業務で使用可能な技術まで変革している。現状では本研究のように主に看護師を対象としたMixed Reality技術を応用する研究はない。本研究で開発されたシステムを早急に学会発表し、論文出版する必要がある。医師のみならず看護師をはじめとしたメディカルスタッフにも応用するアイディアを提供し、メディカルスタッフにもMixed Reality装置を応用する新たな価値を創出する必要がある。

Causes of Carryover

令和5年度から令和6年度にかけて新型のMixed Reality装置が発売される可能性がある。この金額が不明である上、数十万円単位となる可能性が高い。そのため、できるかぎり予算の使用を控えた。具体的には学会参加費や旅費を自費などで賄った。令和5年度には令和4年度に開発したシステムを使用し実験するため、謝金の申請を行う可能性がある。また、発売される装置の品質や医療への適性を考慮し、必要に応じて物品の購入と新たなシステム開発を実施する。実験結果を早急にまとめ、学会発表(国内・国際)と論文発表を実施する。金額に余裕があればオープンアクセスジャーナルへの投稿を考慮する。

  • Research Products

    (20 results)

All 2023 2022 Other

All Journal Article (11 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results,  Peer Reviewed: 11 results,  Open Access: 3 results) Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] VirtualReality装置を用いた解剖学教材の改善2023

    • Author(s)
      佐藤 充, 高橋直也, 岡本昌士
    • Journal Title

      日本放射線技師教育学会

      Volume: 13 Pages: In Press

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Deep learning-based classification of adequate sonographic images for self-diagnosing deep vein thrombosis2023

    • Author(s)
      Nakayama Yusuke、Sato Mitsuru、Okamoto Masashi、Kondo Yohan、Tamura Manami、Minagawa Yasuko、Uchiyama Mieko、Horii Yosuke
    • Journal Title

      PLOS ONE

      Volume: 18 Pages: 0282747-0282747

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] 複合現実装置を用いたモニタ上に表示されたCT colonography画像を識別するアプリケーションの開発;初期検討2023

    • Author(s)
      佐藤 充, 小倉敏裕, 近藤世範, 成田瑞生, 梅室愛華, 中山智美, 中澤綾乃
    • Journal Title

      日本消化管CT技術学会誌

      Volume: 21 Pages: 25-33

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Ensemble学習によるVirtual endoscopy及びMulti-planar reconstructionのFusion画像の体位推定手法の開発2023

    • Author(s)
      佐藤 充, 小倉敏裕, 近藤世範, 成田瑞生, 梅室愛華, 中山智美, 中澤綾乃
    • Journal Title

      日本消化管CT技術学会誌

      Volume: 21 Pages: 17-24

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 大腸Computed tomographyの画像種類を識別する深層学習モデルの開発2023

    • Author(s)
      佐藤 充, 小倉敏裕, 近藤世範, 成田瑞生, 梅室愛華, 中山智美, 中澤綾乃
    • Journal Title

      日本消化管CT技術学会誌

      Volume: 21 Pages: 11-16

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] CT colonographyの体位を識別する深層学習モデルの開発2023

    • Author(s)
      佐藤 充, 小倉敏裕, 近藤世範, 成田瑞生, 梅室愛華, 中山智美, 中澤綾乃
    • Journal Title

      日本消化管CT技術学会誌

      Volume: 21 Pages: 3-10

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Development of individual identification method using thoracic vertebral features as biometric fingerprints2022

    • Author(s)
      Sato Mitsuru、Kondo Yohan、Okamoto Masashi、Takahashi Naoya
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 12 Pages: 1-11

    • DOI

      10.1038/s41598-022-20748-w

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Development of a computer-aided quality assurance support system for identifying hand X-ray image direction using deep convolutional neural network2022

    • Author(s)
      Sato Mitsuru、Kondo Yohan、Okamoto Masashi
    • Journal Title

      Radiological Physics and Technology

      Volume: 15 Pages: 358-366

    • DOI

      10.1007/s12194-022-00675-1

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Development of an Eye-Tracking Image Manipulation System for Angiography: A Comparative Study2022

    • Author(s)
      Sato Mitsuru、Takahashi Minoru、Hoshino Hiromitsu、Terashita Takayoshi、Hayashi Norio、Watanabe Haruyuki、Ogura Toshihiro
    • Journal Title

      Academic Radiology

      Volume: 29 Pages: 1196-1205

    • DOI

      10.1016/j.acra.2020.09.027

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Development of a contactless operation system for radiographic consoles using an eye tracker for severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 infection control: a feasibility study2022

    • Author(s)
      Sato Mitsuru、Narita Mizuki、Takahashi Naoya、Kondo Yohan、Okamoto Masashi、Ogura Toshihiro
    • Journal Title

      ACTA IMEKO

      Volume: 11 Pages: 1-8

    • DOI

      10.21014/acta_imeko.v11i2.1272

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Development of an automatic multiplanar reconstruction processing method for head computed tomography2022

    • Author(s)
      Sato Mitsuru、Kondo Yohan、Takahashi Noriyuki、Ohmura Tomomi、Takahashi Naoya
    • Journal Title

      Journal of X-Ray Science and Technology

      Volume: 30 Pages: 777-788

    • DOI

      10.3233/xst-221142

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2(SARS-Cov-2)の感染対策のためのポータブルX線撮影コンソールの非接触操作システムの開発2023

    • Author(s)
      佐藤 充,土田 千裕, 巴山 禅, 近藤 世範, 岡本 昌士
    • Organizer
      第79回日本放射線技術学会総会学術大会(JSRT)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Development of a deep-learning model to recognize the body position for incident prevention2023

    • Author(s)
      Mitsuru Sato, Toshihiro Ogura, Yohan Kondo, Mizuki Narita, Aika Umemuro, Ayano Nakazawa
    • Organizer
      European congress of radiology 2023
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Development of a contactless operation system for a console of potable radiography system using a motion sensor for COVID-19 infection control2023

    • Author(s)
      Mitsuru Sato, Masashi Okamoto, Chihiro Tsuchida, Zen Hayama, Yohan Kondo
    • Organizer
      The International Forum on Medical Imaging in Asia 2023
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] SARS-CoV-2の感染対策のための非接触デバイスの活用方法;モーションセンサによる操作2023

    • Author(s)
      佐藤充, 土田千裕, 巴山禅, 近藤世範, 岡本昌士, 中山裕介
    • Organizer
      医用画像情報学会 令和4年度春季(第195回)大会
  • [Presentation] 中山裕介,山崎匠,近藤世範,佐藤充,岡本昌士,堀井陽祐2023

    • Author(s)
      深層学習による下肢静脈エコー画像における正常静脈と血栓を伴う静脈の自動分類
    • Organizer
      医用画像情報学会 令和4年度春季(第195回)大会
  • [Presentation] 中山裕介,鈴木凜,近藤世範,岡本昌士,佐藤充,堀井陽祐2023

    • Author(s)
      深層学習による下肢静脈エコー画像における血栓領域の自動抽出
    • Organizer
      医用画像情報学会 令和4年度春季(第195回)大会
  • [Presentation] 生体指紋として胸椎形状を用いた個人識別法の開発2022

    • Author(s)
      佐藤充, 近藤世範, 岡本昌士, 高橋直也
    • Organizer
      第61回日本生体医工学会
  • [Presentation] DVT診断に至適な下肢静脈エコー断面像の自動識別2022

    • Author(s)
      中山裕介, 田村愛, 近藤世範, 佐藤充, 岡本昌士, 皆川靖子, 内山美枝子
    • Organizer
      第61回日本生体医工学会
  • [Remarks] 研究者総覧

    • URL

      http://researchers.adm.niigata-u.ac.jp/html/200002584_ja.html

URL: 

Published: 2023-12-25  

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