2022 Fiscal Year Research-status Report
The development of non-technical skills EBT technology for medical students by integrating AI and VR technology.
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22K18573
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| Research Institution | Hirosaki University |
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Principal Investigator |
野坂 大喜 弘前大学, 保健学研究科, 講師 (80302040)
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| Project Period (FY) |
2022-06-30 – 2025-03-31
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| Keywords | 人工知能 / 仮想現実 / ノンテクニカルスキル / 医学教育 / シミュレーション |
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| Outline of Annual Research Achievements |
【研究概要】チーム医療が主流となった現在の臨床現場において、ノンテクニカルスキル(NOTECHS)は医療安全の観点から必須の医療者共通スキルとされる。Society5.0による社会課題解決が課題とされる中、操作者に危険を伴わず限りなく現実に近い仮想空間シミュレーション環境構築を可能とするVRは,医療テクニカル教育技術として有用視されている。一方、 NOTECHS教育も医療環境をシミュレートした仮想トレーニング化が必要となるものの、教育手法は対面式に限定され、客観的根拠に基づく訓練(EBT)に基づくスキル評価法も確立していない。本研究は仮想医学教育技術とEBT手法の確立を目的とし『AIとVR技術の融合による医療系学生ノンテクニカルスキルEBT技術』の研究開発を実施した。
【研究実績】2022年度研究では、AIとVRの融合による医療系学生向けNOTECHS仮想トレーニング技術の研究を実施した。患者案内や患者問診、患者指導などの医療行為を360度高精細動画にて撮影し、選択した解答に沿って異なるシナリオ動画へ移行していくVR型医療トレーニングシミュレーション環境を構築した。選択においては受講者が音声によりAIに解答を伝えることで次のシナリオへと進行していくAIボットシステムを開発した。VR映像で提示される医療環境と伝達指示のAI解析と融合化したことで、次世代型NOTECHS仮想トレーニング技術の初期基盤技術を確立した。本技術について小規模な実証評価試験を行ったところ、AIの応答速度の向上について改良の必要性が明らかとなった。また複数名にVRを着用させ、両者のやりとりをAIに自然言語解析し、記録データをシミュレーション終了後に解析する比較対照試験を試みた。その結果、両者ともに受講者評価が高く異なるトレーニングシステムとしての有用性が示唆された。
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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
AIとVRの融合による医療系学生向けNOTECHS仮想トレーニング技術の研究において、VR型医療トレーニングシミュレーション環境を構築するとともに、AIに解答を伝えることで次のシナリオへと進行していくAIボットシステムを開発した。本システムはNOTECHS仮想トレーニング技術の確立における初期的な基盤技術としての目標を達成している。また本技術の初期運用評価は当初2023年度実施予定であったが、早期段階での検証を行ったことで、1名で実施する単独型VR-AIリアルタイム融合トレーニングと複数名で実施する多人数型VR-AIトレーニングでは異なるトレーニング効果が得られ、両者ともにAIによるデータ解析を通じてNOTECHSの客観的評価が可能であることが示唆されている。以上のことから、現在までの進捗状況は概ね良好であると考える。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究においては、2022年度においてシミュレーションシナリオとして5つのケースシナリオ開発を達成しているが、単独型VR-AIリアルタイム融合トレーニング技術においてはAI応答の遅延が認められており、リアルタイム性のみならず高速性を求める医療トレーニングシミュレーション環境としては不充分な状況にある。一方で、多人数型VR-AIトレーニングではリアルタイムな評価提示は不可能である一方、高速なレスポンス提供が可能であることが判明している。よって、両者のメリットとデメリットを踏まえたシナリオを検討し、2023年度にEBT評価方法の確立に向けた検討を行う予定である。
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| Causes of Carryover |
当初計画においては、AI開発用ソフトウェアとクラウド利用ライセンスを計上していたが、当初利用を想定したソフトウェアより高性能かつ安価なソフトウェアを導入したことと、オンプレミス環境でAIモデルの開発を行うことが可能となったことで、使用額に変更が生じた。加えて当初情報収集を予定していた学会への参加がリモート参加となったため、旅費の使用額と当初計画に差を生じることとなった。今年度の研究成果は2023年度評価用端末を導入するとともに国内外の学会にて発表を行うことを計画しているが、導入に係る経費と国際学会発表に要する経費が高騰していることから、これら経費に充当する。
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Research Products
(10 results)
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[Presentation] Approach to the detection of reactive lymphocytes using multi-stage AI models2022
Author(s)
H Nozaka, S Kaga, N Sakaiya, S Kimura, M Nakano, M Fujioka, M Kushibiki, S Ogasawara, M Ishiyama, K Kamata, K Yamagata.
Organizer
12th Biennial Conference of the Asia Pacific Association for Medical Informatics (APAMI2022)
Int'l Joint Research
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[Presentation] Approach to automated classification of nucleated blood cells in peripheral blood smear screening2022
Author(s)
H Nozaka, S Hirano, S Souma, A Kobayashi, S Ogasawara, M Kushibiki, M Ishiyama, M Nakano, M Fujioka, K Kamata, K Yamagata
Organizer
35th IFBLS World Congress of Biomedical Laboratory Science (IFBLS2022)
Int'l Joint Research
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[Presentation] Approach to automated recognition of blast cells in peripheral blood smear screening2022
Author(s)
H Nozaka, S Kimura, S Kaga, N Sakaiya, S Ogasawara, M Kushibiki, M Ishiyama, M Nakano, M Fujioka, K Kamata, K Yamagata
Organizer
35th IFBLS World Congress of Biomedical Laboratory Science (IFBLS2022)
Int'l Joint Research
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[Presentation] Approach to automated detection of atypical lymphocytes in peripheral blood smear screening2022
Author(s)
H Nozaka, S Kaga, N Sakaiya, S Kimura, M Kushibiki, S Ogasawara, M Ishiyama, M Nakano, M Fujioka, K Kamata, K Yamagata
Organizer
35th International Society for Laboratory Hematology (ISLH2022)
Int'l Joint Research
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[Presentation] Approach to immature granulocytes discrimination with convolutional neural network in peripheral blood smear screening2022
Author(s)
H Nozaka, S Kimura, S Kaga, N Sakaiya, M Kushibiki, S Ogasawara, M Ishiyama, M Nakano, M Fujioka, K Kamata, K Yamagata
Organizer
35th International Society for Laboratory Hematology (ISLH2022)
Int'l Joint Research
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