2014 Fiscal Year Annual Research Report
手術中の医療者の疲労，ストレスの客観的評価，リアルタイム測定法の研究
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25293158
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
藤原 道隆 名古屋大学, 医学部附属病院, 病院准教授 (70378222)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
森 健策 名古屋大学, 情報連携統括本部, 教授 (10293664)
小寺 泰弘 名古屋大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (10345879)
安田 あゆ子 名古屋大学, 医学部附属病院, 病院講師 (30402613)
田中 千恵 名古屋大学, 医学部附属病院, 病院助教 (50589786)
田中 由浩 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90432286)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 医療・福祉 / 外科 / 臨床 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
手術中の術者の疲労やストレス状況の評価に関してはごく限られた知見しか得られていない．本研究は，術者の生体情報（循環，発汗），動作，音声を測定，解析し，手術進行状況と対比して疲労やストレスを客観的に測定する方法について検討するものである．平成25-26年度に行った測定では，循環系は変化が乏しく目的のパラメータとしては使用困難であった．発汗は，循環系に比して細かな変動が認められ，イベントによっては発汗量の増加が認められたが，リアルタイムにフィードバックするのはむずかしいことがわかってきた．以上の理由から，平成26年度は，音声測定・解析に重点を置いた．手術中に術者の音声を48kHzのサンプリング周波数で記録し，音圧，音声周波数を取得した．得られた音声記録を10ms幅のウィンドウでFast Fourier Transform (FFT)解析し，得られたパワースペクトルから最大のパワー(Max Power)と，最大のパワーを示す周波数(Max Frequency)を算出した．Max Powerが100未満は発語が無いとし，その時のMax Frequencyの値を0とした．Max PowerとMax Frequencyの時系列データを作成し，手術ビデオと比較検討して，手術状況と音声周波数解析結果の関連を検討した．現在のところ，ストレス下では通常時にくらべてMax PowerとMax Frequencyの両者が高値のプロットが多い傾向を得ている．疲労時には周波数上の特徴は見られなかったが，また，疲労時には単位時間あたりのプロット数が少ない傾向が見られた．このため，疲労の検出のためには，周波数だけではなく発話中に含まれる音節数と発話の長さを解析することも必要と考え，音節解析用のソフトウェアを製作した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当初，循環系，発汗，音声，動作分析をすべて測定する予定であったが，実際の手術時にすべて行うのは，術者の診療行為への影響が極小とも言えず，安全のため，パイロットスタディとしては，分けて測定をせざるを得なかった．また，循環系（脈拍）は，手術を通じて明らかな変化が無く，ストレスや疲労を見るパラメータとしては有用でないことがわかった．発汗も手術時間全体にわたって測定することが技術的に困難であったので，改良型測定装置を発注して測定システムの安定化を図ったが，発汗量変化が手術進行の上でのストレス場面や疲労との関連が必ずしも明確でない場面が多いのと，リアルタイムにフィードバックするのはむずかしい，という問題点があるとわかった．動作解析については，解析方法の検討を進めたが，実用的な方法が確立できていない．したがって，本研究の目的には音声測定・解析が最も有用と考え，平成26年度は，音声解析に重点を置いた．ただ，音声解析自体がさまざまな方法論がある状況で，計測ウインドウ幅(bin)設定や周波数帯フィルタリングの設定など，本解析の前例が無い状況で試行錯誤を繰り返し，ようやく，周波数と音節解析を組み合わせると，手術状況によって変化が見られることを突き止めるに至ったところである．以上をまとめると，音声解析は成果が見え始めたところで，動作解析が遅れている状況である．
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| Strategy for Future Research Activity |
今後もリアルタイムのフードバックに有効と考えられる，音声周波数，音節分析をすすめる．平成26年度に音節解析用のソフトウェアを製作したので，これまでの周波数解析に加えて，音節数と発話の長さと手術状況の関連を調べる．音声の各パラメータと手術ストレス，疲労状況との関連について重みづけを行い，何らかの形でリアルタイムにフィードバックできないか検討する．なかなか進まない動作解析に関しては，術者にマーカーを貼付し術中映像記録をとり，マーカー領域を抽出，ラベリング処理し，マーカーに含まれるピクセル画像の重心を算出して，その速度ベクトルを求める方向で測定系を考案しているところで，平成27年度にパイロットスタディを行い，音声解析データを補完できないか検討する．
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| Causes of Carryover |
動作解析については，解析方法の検討を進めているが，手術中の術者に障害とならずに解析する方法がまだ確立できなかった．このため，この費用が執行できず，次年度に繰り越すことになった．術者の邪魔にならないマーカーの開発，種類，数，画像ファイルの種類を検討中である．解析はフリーソフトなどで可能なものは使用するが，この目的用にソフトウェアを製作する必要があると考えているが，具体的な内容が固まらなかった．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
手術中の術者のいくつかの箇所に何らかのマーカーを貼付し，ビデオ撮影記録して，マーカー領域を抽出，ラベリング処理し，マーカーに含まれるピクセル画像の重心を算出して，その速度ベクトルを求め，手術中の動作の加速度などを測定する計画である．ビデオカメラは既存のwebカメラで対応可能なら新規に必要が無いが，測定計画が固まった段階で，新規のカメラが必要になった場合は購入する．解析用のソフトウェアの製作にも使用する予定である．
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Research Products
(1 results)
