2022 Fiscal Year Annual Research Report
Development of home mechanical ventilator AR simulators which bridge practice education gap
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22H03701
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
コリー 紀代 北海道大学, 保健科学研究院, 助教 (80431310)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小水内 俊介 北海道大学, 情報科学研究院, 助教 (40708004)
近野 敦 北海道大学, 情報科学研究院, 教授 (90250688)
金井 理 北海道大学, 情報科学研究院, 教授 (90194878)
中村 美鈴 東京慈恵会医科大学, 医学部, 教授 (10320772)
井上 創造 九州工業大学, 大学院生命体工学研究科, 教授 (90346825)
二宮 伸治 広島国際大学, 保健医療学部, 教授 (60237774)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | VR/AR/MR/XR / 医療的ケア / 看護教育 / 気管内吸引 / 触覚呈示 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、①医療事故の体験も可能な人工呼吸器複合現実シミュレータの開発と、②機械学習を用いた特徴量抽出による学習評価アルゴリズムの構築を目的としている。
①に関しては、広島国際大学の二宮教授ラボにおいて人工呼吸器の操作パネルと測定値グラフの表示が可能な人工呼吸器トレーニングアプリSimmarを開発いただき、関東圏の2大学において大学院生約40名を対象としたユーザテストとアンケート調査を実施した。その結果、卒後1年目から人工呼吸器に携わったと回答した者が30名(71.4%)、学部レベルでSIMMAN-ALS5000を使用した経験のある12名のうち、8名が満足したと回答し、4名が不満と回答した。大学院レベルでSIMMAN-ALS5000を使用した17名のうち、12名が満足したと回答した。まともに習ったことがないという自由記載も認められた。同時に、特別支援学校における人工呼吸器装着児への看護師のかかわりについて360度動画教材を開発し、アンケートを実施したところ、教材の難易度について、学部3年次の学習内容として適切と回答した者が約8割、学部4年次として適切と回答した者が同じく約8割であった。2023年度はこれらの結果と学会発表後のディスカッションを踏まえ、教材の難易度を設定する。
②に関しては、九州工業大学の井上教授と共に機械学習において抽出すべきタスクについて検討し、先行研究に基づき、手袋着用から手袋廃棄までの気管内吸引の一連の流れを1回の気管内吸引とし、吸引前の判断指標となる「肺音聴診」、吸引後の看護介入である「体位ドレナージ」を含めた行動認識のためのアノテーションを進めている。翌年度は、習熟度を判定する分類器の開発を進める。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
①Simmarのアンケート結果より、学習者ニードの高さに加え、ユーザ満足度の高さが明らかとなり、当初の想定よりも早く複合現実人工呼吸器シミュレータ（人工呼吸器トレーニングアプリSimmar）の開発が進んでいる。翌年度以降に計画していたユーザテスト・アンケート調査を、初年度である2022年に実施することができた。これにより、Simmarとプロジェクションマッピングによる気管内吸引シミュレータ（ESTE-SIM）の統合が2023年度に実施可能となった。ESTE-SIM側のSimmar受け入れの準備は完了しており、教材の難易度を規定するシナリオ開発が今後の課題となる。
②習熟度判定アプリ開発のための視線計測・動作解析データのアノテーションも最終年度における開発を予定していたが、①の開発が当初の計画以上に進展しているため、ESTE-SIMを2台体制（教師側、学習者側）とし、遠隔シミュレーション教育システムとしての適用可能性テストの実施体制が組めることが明らかとなった。遠隔医療のためのDX化が推進されているが、救命の場面においてはITやバーチャル空間では対応しきれないため、救命場面に適切な対応ができる人員を計画的に配置することが重要となる。そのため、医療過疎地域の多い北海道において、在宅療養を支えるケア提供者数を増やすことが喫緊の課題とされている。一刻も早い年と医療過疎地域をつなぐ遠隔シミュレーションの開発を目指し、医療格差の軽減、医療サービスへのアクセシビリティ向上（Health Equity）に貢献したいと考える。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度は人工呼吸器トレーニングアプリSimmar単独のユーザテストを実施した。2023年度は気管内吸引シミュレータESTE-SIMとSimmarを統合した教育システムとし、ユーザテストを実施する。教材の難易度に関しては、2022年度に実施したアンケート結果を参考に、学部生・大学院生を対象とした異なるレベルの教材開発を目指す。ESTE-SIM・Simmarは、学習者がすぐに活用できるものではなく、シミュレーション教育の実施前には、十分な予備知識を必要とする。そのため現在、並行して開発中の360度動画教材に北海道大学病院周産母子センターのご協力をいただき、留意点や工夫点などのコメントを付加したシミュレーション教育前の視聴覚教材を開発中である。
360度動画教材の有効性については、今までに開発したCG動画との比較を行い、CG動画は背景などの余計な情報がない分、スキルに集中して視聴できるというメリットがある一方で、どのような文脈（急変時なのか、経管栄養前なのか等）で吸引をしているのかがわかりづらいという回答をいただいている。360度動画においては、VR酔いや教材開発者の意図が伝わりづらい、何が重要でどこを見たらよいかわからなかった等の回答をいただいている。それらを踏まえ、教材開発者（教員）が目標とする学習内容と適切な媒体の選択方法についても検討し、学習者のレディネスに合わせた教材を開発する。
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