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シミュレーション医療教育標準化のための日本発仮想患者モジュールの開発

研究課題

研究課題/領域番号 19H03877
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分58010:医療管理学および医療系社会学関連
研究機関広島国際大学

研究代表者

二宮 伸治  広島国際大学, 保健医療学部, 教授 (60237774)

研究分担者 コリー 紀代 (伊藤紀代)  北海道大学, 保健科学研究院, 助教 (80431310)
徳嶺 朝子  近畿大学, 生物理工学部, 講師 (90435058)
黒崎 達也  広島大学, 病院(医), 准教授 (40448270)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
15,990千円 (直接経費: 12,300千円、間接経費: 3,690千円)
2021年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2019年度: 7,670千円 (直接経費: 5,900千円、間接経費: 1,770千円)
キーワードシミュレーション医療教育 / 医療技術教育 / 体外循環 / ECMO / 呼吸療法 / 穿刺シミュレータ / 仮想患者 / シミュレーション / 医療シミュレーション教育 / 臨床工学 / 体外循環技術 / 仮想患者モデル / 穿刺トレーニング / 患者シミュレータ / 仮想患者シミュレータ / 痰吸引トレーニング / 人工透析 / 人工呼吸器シミュレーション / 高機能仮想患者シミュレータ / 危機資源管理ドリル / 臨床工学教育 / 看護教育
研究開始時の研究の概要

現在医学シミュレーションセンター等で使用されている多くの高機能患者シミュレータの市場は海外のメーカに独占されているため、国内で総合的なシミュレーション教育環境を構築するには莫大なコストが必要となり、インストラクター側に相当な負担を強いている。この現状を打開するため、本研究では生体の循環・呼吸・代謝・神経制御状態を再現する数値モデルを内蔵し、各種医療シミュレータが連携して統合的な教育環境を構築するために仕様が標準化されたインターフェースを持つ仮想患者モジュールを新規開発、公開共有する。

研究成果の概要

本邦における生体の循環・呼吸・代謝・神経制御状態を再現する数値モデルを内蔵し、各種医療シミュレータが連携して統合的な教育環境を構築するために、循環動態再現のための新しい心機能制御アルゴリズム、穿刺シミュレーションのための表層・感覚器モジュール、気道管理およびカテーテル操作シミュレーションのための気道荷重測定モジュール、人工呼吸器およびECMO操作トレーニングのための仮想医療機器モジュール、循環系臓器モジュールを新規開発した。
手術室や介護現場における危機資源管理トレーニングにおいて、有機的に連携するシミュレーションモジュール群の基盤となる要素技術を確立することができた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、これまで形状のみを模擬した簡易的シミュレータが用いられていた気道管理、呼吸療法およびECMOトレーニングを対象として、生体反応を再現できる仮想患者シミュレーションのための形状、制御、センシングなどの基盤技術を構築した。
現在普及している高機能患者シミュレータでは、内部構造、生体反応のアルゴリズム等がブラックボックス化されているが、全てのシミュレーション医療教育分野で汎用的に使える、患者の生体反応を再現するための仮想患者シミュレーションの基盤技術が無償提供されることでシミュレーション医療教育環境の向上が期待される。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (29件)

すべて 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (11件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Hemodialysis efficiency management from the viewpoint of blood removal pressure.2021

    • 著者名/発表者名
      Yu Kashima, Shinji Ninomiya
    • 雑誌名

      Therapeutic apheresis and dialysis

      巻: 25 号: 2 ページ: 152-159

    • DOI

      10.1111/1744-9987.13557

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 効率的な喀痰吸引動作の特徴 熟練者と非熟練者との比較2021

    • 著者名/発表者名
      萬井 太規, コリー 紀代, 村田 恵理, 小水内 俊介, 二宮 伸治, 種田 健二, 大下 紘佳, 嶋 勇輔, 浅賀 忠義
    • 雑誌名

      日本理学療法士協会

      巻: 47 Suppl 1

    • NAID

      130008011007

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] Construction of a detachable artificial trachea model for three age groups for use in an endotracheal suctioning training environment simulator.2021

    • 著者名/発表者名
      Takaaki Yoshimura, Noriyo Colley, Shunsuke Komizunai, Shinji Ninomiya, Satoshi Kanai, Atsushi Konno, Koichi Yasuda, Hiroshi Taguchi, Takayuki Hashimoto, Shinichi Shimizu
    • 雑誌名

      PloS one

      巻: 16 号: 3 ページ: e0249010-e0249010

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0249010

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 仮想生体反応の呈示・実施者の属性による気管吸引中の視線計測結果と作業負担感への影響2021

    • 著者名/発表者名
      コリー 紀代, 小水内 俊介, 金井 理, 井上 創造, 近野 敦, 中村 美鈴, 二宮 伸治
    • 雑誌名

      人工呼吸

      巻: 38 ページ: 152-168

    • NAID

      130008122181

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 模擬右心房を用いたV-V ECMOの再灌流に関する検討2021

    • 著者名/発表者名
      羽原 詠治, 上杉 香鈴, 林田 知優, 北川 未空, 佐久田 朝音, 黒崎 達也, 二宮 伸治
    • 雑誌名

      体外循環技術

      巻: 48-3 ページ: 229-229

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] V-V ECMOにおける再循環流量比の光学的定量計測システムの構築2021

    • 著者名/発表者名
      林田知優, 北川未空, 佐久田朝音, 上杉香鈴, 羽原映治, 黒崎達也, 二宮伸治
    • 雑誌名

      医工学治療, vol.33, Suppl 1, p148

      巻: 33-Suppl 1 ページ: 148-148

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] 自己修復血管を用いた穿刺シミュレータの構築と評価2021

    • 著者名/発表者名
      北川 未空, 上杉 香鈴, 羽原 詠治, 二宮 伸治
    • 雑誌名

      日本透析医学会雑誌

      巻: 54, Suppl.1 ページ: 352-352

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] 穿刺部湿度変化モニタリングによる非接触抜針検知システムに関する基礎的研究2021

    • 著者名/発表者名
      佐久田 朝音, 上杉 香鈴, 二宮 伸治
    • 雑誌名

      日本透析医学会雑誌

      巻: 54, Suppl.1 ページ: 404-404

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] 吸引の3Dアニメーション視聴中の仮想的なカメラによる視線の軌道と視点の変化の測定(Measurement of eye-trajectory and viewpoint change by a virtual camera during three-dimensional animation of suctioning)2020

    • 著者名/発表者名
      [Colley Noriyo,Taira Yuya,Komizunai Shunsuke,Ninomiya Shinji,Kanai Satoshi,Konno Atsushi,Mani Hiroki,Asaka Tadayoshi,Inoue Sozo,Nakamura Misuzu]
    • 雑誌名

      医学教育,(一社)日本医学教育学会

      巻: 51 ページ: 78-78

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] 生体反応を持つシミュレーターでの器官吸引に関する視線追跡を用いた分析(Eye-tracking Analysis of Tracheal Suctioning on a Simulator with Vital Reactions)2020

    • 著者名/発表者名
      [Colley Noriyo,Umesawa Sarina,Ninomiya Shinji,Komizunai Shunsuke,Kanai Satoshi,Konno Atsushi,Mani Hiroki,Asaka Tadayoshi,Inoue Sozo,Nakamura Misuzu]
    • 雑誌名

      医学教育,(一社)日本医学教育学会

      巻: 51 ページ: 78-78

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] Effective Catheter Manoeuvre for the Removal of Phlegm by Suctioning: A Biomechanical Analysis of Experts and Novices2020

    • 著者名/発表者名
      Noriyo Colley, Hiroki Man, Shinji Ninomiya, Shunsuke Komizunai, Eri Murata, Hiroka Oshita, Kenji Taneda, Yusuke Shima, Tadayoshi Asaka
    • 雑誌名

      J Med Biol Eng

      巻: 24 号: 3 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1007/s40846-020-00521-y

    • NAID

      120007029082

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 模擬右心房を用いたV-V ECMOの再灌流に関する検討2021

    • 著者名/発表者名
      羽原 詠治, 上杉 香鈴, 林田 知優, 北川 未空, 佐久田 朝音, 黒崎 達也, 二宮 伸治
    • 学会等名
      第46回日本体外循環技術医学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] V-V ECMOにおける再循環流量比の光学的定量計測システムの構築2021

    • 著者名/発表者名
      林田知優, 北川未空, 佐久田朝音, 上杉香鈴, 羽原映治, 黒崎達也, 二宮伸治
    • 学会等名
      第37回日本医工学治療学会学術大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 自己修復血管を用いた穿刺シミュレータの構築と評価2021

    • 著者名/発表者名
      北川 未空, 上杉 香鈴, 羽原 詠治, 二宮 伸治
    • 学会等名
      第66回日本透析医学会学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 穿刺部湿度変化モニタリングによる非接触抜針検知システムに関する基礎的研究2021

    • 著者名/発表者名
      佐久田 朝音, 上杉 香鈴, 二宮 伸治
    • 学会等名
      第66回日本透析医学会学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 気管内吸引手技の2D/3D動画視聴による学習効果評価指標の開発2021

    • 著者名/発表者名
      萬谷 麗奈
    • 学会等名
      (NPO)日本医工学治療学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 外傷傷病者に対する修正下顎挙上法の検討 示指法と母指法の比較2021

    • 著者名/発表者名
      吉川 孝次
    • 学会等名
      (一社)日本臨床救急医学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] ECMOの臨床で要求される高度技術を習得できるソフトウェアシミュレータの開発2020

    • 著者名/発表者名
      上杉 香鈴
    • 学会等名
      (一社)日本人工臓器学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 自己修復血管を用いた高再現性穿刺・止血トレーニングシステムの開発と展開2020

    • 著者名/発表者名
      二宮 伸治
    • 学会等名
      (一社)日本人工臓器学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 気管内吸引1施行当たりの所要時間と視線移動量・両手背移動量の関連2020

    • 著者名/発表者名
      コリー 紀代
    • 学会等名
      (NPO)日本医工学治療学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 「自己修復血管を用いたウェアラブル穿刺止血シミュレータの開発2019

    • 著者名/発表者名
      藤本実和、西原伶菜、上杉香鈴、コリー紀代、黒崎達也、二宮伸治
    • 学会等名
      RBOMECH2019: ロボティクス・メカトロニクス 講演会 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 「臨床におけるカテーテル操作手技評価のための吸引圧・加速度情報収集システムの開発2019

    • 著者名/発表者名
      西原伶菜、藤本実和、上杉香鈴、コリー紀代、黒崎達也、二宮伸治
    • 学会等名
      ROBOMECH2019: ロボティクス・メカトロニクス 講演会 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Hygienic Manipulation Evaluation System During Endotracheal Suctioning Using Bilateral Dorsum Manus Total Travel Distance2019

    • 著者名/発表者名
      Colley Noriyo,Komizunai Shunsuke, Ninomiya Shinji, Asaka Tadayoshi, Mani Hiroki, Takizawa Hana, Umesawa Sarina, Taira Yuya, Murata Eri, Nakamura Misuzu, Inoue Sozo, Kanai Satoshi, Konno Atsushi
    • 学会等名
      2020 IEEE/SICE International Symposium on System Integration
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ECMO用脱血カニューレ周辺流場の可視化解析2019

    • 著者名/発表者名
      胡範明、二宮伸治
    • 学会等名
      第37回日本人工臓器学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 遠心ポンプ内の気泡動態変化を早期検知できる多点モニタリングシステムの開発2019

    • 著者名/発表者名
      平松侃大、藤本実和、西原玲菜、黒崎達也、二宮伸治
    • 学会等名
      第37回日本人工臓器学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 仮想患者シミュレータに用いる血行動態制御モデルのための新しい心拍数制御アルゴリズムの提案2019

    • 著者名/発表者名
      藤本実和、西原玲菜、平松侃大、黒崎達也、二宮伸治
    • 学会等名
      第37回日本人工臓器学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 空気誤送リスク軽減のための遠心ポンプ内残留気泡早期検知システムの可能性2019

    • 著者名/発表者名
      二宮伸治
    • 学会等名
      第45回日本体外循環技術医学会共催セミナー
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 聴診法におけるカフ装着状態の良否を判別できる血圧測定トレーニングシステムの開発2019

    • 著者名/発表者名
      浦山稜汰、二宮伸治
    • 学会等名
      第9回中祖国臨床工学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 教育用呼吸療法シミュレータのための分岐気道粘膜モデルの試作と訓練効果の検討2019

    • 著者名/発表者名
      新谷梨沙、コリー紀代、二宮伸治
    • 学会等名
      第9回中四国臨床工学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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